宿主を感知した細菌が遺伝子発現を変化させ宿主と共存する仕組みとその意義
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20K06558
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
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| Research Institution | Sapporo Medical University |
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Principal Investigator |
白土 明子 札幌医科大学, 医療人育成センター, 教授 (90303297)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 自然免疫 / 感染症 / 細菌 / 宿主共存 / 宿主微生物共存 / 二成分制御系 / ショウジョウバエ |
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| Outline of Research at the Start |
まず，大腸菌のEnvZ-OmpR経路を活性化する因子を宿主体液の各種クロマトグラフィーにより分離し，MS解析で同定する。次に，OmpCにより大腸菌内に蓄積している毒性物質を同定する。大腸菌の膜および細胞質から毒性のある画分をハエへの毒性を指標に分離してショットガンMS解析を行い，OmpCありとなしの菌株を比較して，OmpCの存在で多く存在する物質の中から毒性物質を同定する。つづいて，毒性物質をショウジョウバエ各種遺伝子変異系統に導入し，毒性発揮に必要な宿主遺伝子を見出す。さらに，毒性物質の働きが哺乳類でも発揮されるかを哺乳類材料を用いて解析を加える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌が宿主内に侵入すると，宿主の受容体が微生物固有の物質を認識して，各種の免疫反応を誘導して細菌を排除しようとする。一方で，細菌にも宿主環境を感知して宿主免疫を回避したり毒性を発揮する仕組みがある。宿主と細菌は両方ともが互いの存在により遺伝子発現を変化させて，その総和が感染の成立や感染症の重篤化程度を規定するといえる。本研究では，細菌が自身の毒性を調節して感染維持に働く仕組みの存在を物質的に示すことをめざして解析を行なっている。
これまでに，宿主への毒性に抑制的に働く細菌の環境感知受容体経路を見出し，当該経路で発現調節される遺伝子群の解析から，新規の宿主傷害活性とその細菌内蓄積を制御するタンパク質が得られている。このタンパク質をコードする遺伝子を用いてその性質を調べた。外来発現させた当該タンパク質を部分精製して宿主や宿主細胞に導入すると，自身は細胞毒性や宿主傷害活性を持たないと考えられた。また，既知の液性免疫応答を導く免疫経路の変異体を使って宿主傷害性を調べると活性が保持されたことから，この毒性は既知の免疫経路への関わりなく働くことが考えられた。一方，宿主毒性を担う物質の探索について，昨年度に引き続きその分離精製を行い，構造解析を行なって候補タンパク質群を得た。続いてこれらをコードする遺伝子の欠損菌株および外来発現株を準備して，宿主や宿主細胞への毒性の増減を調べた。その結果，毒性発揮に必要な遺伝子の候補が複数得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
宿主への毒性に働く遺伝子候補群の解析時に，同じ発現誘導機構を利用しても外来発現を導く条件は遺伝子毎に異なるため，最適化する条件検討に時間を要した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初は，候補遺伝子群を外来発現させた菌株もしくはその抽出液を用いて宿主への毒性を示す遺伝子の探索を優先して行う予定であったが条件検討に予想以上の時間を要した。今後は，条件検討がしやすい，候補遺伝子群の欠損菌株もしくは発現抑制体を用いた探索を先に行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
