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Regulation of virulence expression by small RNA in enterohemorrhagic E. coli in response to host infection stages.

Research Project

Project/Area Number 20K16248
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 49050:Bacteriology-related
Research InstitutionKyorin University (2022-2023)
Kitasato University (2020-2021)

Principal Investigator

Sudo Naoki  杏林大学, 医学部, 講師 (50736105)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords腸管出血性大腸菌 / 小分子RNA / 転写後制御 / ler / LEE / トランスクリプトーム / 3型分泌装置 / 転写後発現制御 / 病原性発現
Outline of Research at the Start

腸管出血性大腸菌 (EHEC) は少ない菌体数でも宿主への感染が成立する特徴を有する。それには効率的な感染戦略とそれを実現する発現制御が必要であり、本研究計画ではその解明を小分子RNA(sRNA)による転写後発現制御に着目して行う。EHECは病原性遺伝子群LEEを持ち、その発現は転写因子Lerと、ler遺伝子の発現を制御する転写因子によって制御されるが、転写後制御に関する知見は少ない。そこで本研究計画では細胞接着の各段階におけるler mRNAに結合するsRNAを同定し、その因子がEHECの細胞接着性に与える影響を解析する。

Outline of Final Research Achievements

This study identified small regulatory RNAs (sRNAs) that play a role in the post-transcriptional regulation of the type 3 secretion system, which is important for the pathogenicity of enterohemorrhagic Escherichia coli, and clarified the role of these sRNAs during host cell adhesion.
I attempted to identify sRNAs that interact with mRNA of ler, which encodes a central transcriptional regulator of the type 3 secretion system, and found three sRNAs that repress the expression of the type 3 secretion system through down-regulation of ler expression. Furthermore, we analyzed the expression of these sRNAs during host cell adhesion and non-adhesion, and found that some sRNAs were upregulated in the early or late stages of the adhesion, while others were upregulated during non-adhesion. These results indicate the existence of a complex post-transcriptional regulatory network during host cell adhesion.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の推進により腸管出血性大腸菌の病原性発現制御機構の一端を解明することができた。三型分泌装置は腸管出血性大腸菌のヒトへの感染に重要な因子であり、この制御機構の理解は、腸管出血性大腸菌感染症の制御に対する基盤的知見となる。
また、本研究では宿主細胞感染時における複数のsRNA発現を解析した結果、感染ステージによって各々のsRNA発現の変動が異なることを見出した。これは腸管出血性大腸菌における宿主細胞感染時のsRNAの挙動を網羅的に捉えた初めての例である。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Fatty acid homeostasis tunes flagellar motility by activating phase 2 flagellin expression, contributing to Salmonella gut colonization2022

    • Author(s)
      Yusuke Hoshino, Taro Sakamoto, Naoki Sudo, Masahiro Ito, Takeshi Haneda, Nobuhiko Okada, Tsuyoshi Miki
    • Journal Title

      Infection and Immunity

      Volume: 90 (7) Issue: 7

    • DOI

      10.1128/iai.00184-22

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] <i>uvrY<I> Deletion and Acetate Reduce Gut Colonization of Crohn’s Disease-Associated Adherent-Invasive Escherichia coli by Decreasing Expression of Type 1 Fimbriae2022

    • Author(s)
      Miki Tsuyoshi、Hoshino Yusuke、Sudo Naoki、Ito Masahiro、Haneda Takeshi、Okada Nobuhiko
    • Journal Title

      Infection and Immunity

      Volume: 90 Issue: 3

    • DOI

      10.1128/iai.00662-21

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] RNA‐binding protein Hfq downregulates locus of enterocyte effacement‐encoded regulators independent of small regulatory RNA in enterohemorrhagic <i>Escherichia coli</i>2021

    • Author(s)
      Sudo Naoki、Lee Kenichi、Sekine Yasuhiko、Ohnishi Makoto、Iyoda Sunao
    • Journal Title

      Molecular Microbiology

      Volume: 117 Issue: 1 Pages: 86-101

    • DOI

      10.1111/mmi.14799

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Hfq と赤痢ワクチンの話2023

    • Author(s)
      三戸部治郎、須藤直樹、小泉信夫、志牟田健、Hemanta Koley
    • Organizer
      第19回 21世紀大腸菌研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 腸管出血性大腸菌の病原性調節遺伝子 ler の発現制御に関与する小分子 RNA の探索2023

    • Author(s)
      須藤直樹、栗田啓嗣、岡田信彦、三戸部治郎
    • Organizer
      第19回 21世紀大腸菌研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] MAPSを用いた腸管出血性大腸菌の病原性発現制御に関与する小分子RNAの網羅的解析2023

    • Author(s)
      須藤直樹、岡田信彦、三戸部 治郎
    • Organizer
      第18回日本ゲノム微生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 小分子 RNA MicA による外膜ポリン PhoE の発現抑制とその生物学的意義2022

    • Author(s)
      須藤直樹、関根靖彦、岡田信彦
    • Organizer
      第18回 21世紀大腸菌研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 志賀毒素転換ファージが持つ低分子RNAの溶菌、及び志賀毒素産生への影響2021

    • Author(s)
      須藤直樹、佐々木万里香、今福拓也、岡田信彦
    • Organizer
      第17回21世紀大腸菌研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 合成致死スクリーニングから見出されたRNA結合タンパク質Hfq が関与する遺伝子発現制御機構の解析2021

    • Author(s)
      寺島楽、坂藤明音、須藤直樹、関根靖彦
    • Organizer
      第17回21世紀大腸菌研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 志賀毒素転換ファージにコードされる低分子RNAの機能解析2021

    • Author(s)
      須藤直樹 佐々木万里香 今福拓也 伊豫田淳 岡田信彦
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 腸管出血性大腸菌の病原性発現における転写後制御2020

    • Author(s)
      須藤直樹
    • Organizer
      第45回白金シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] 杏林大学 大学院紹介 研究室・研究グループ紹介:感染症学教室

    • URL

      https://www.kyorin-u.ac.jp/univ/graduate/medicine/education/departments/infect-dis/

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      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 杏林大学研究室・医学部・感染症学教室

    • URL

      https://www.kyorin-u.ac.jp/univ/faculty/medicine/education/labo/infection/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 北里大学薬学部微生物学教室

    • URL

      http://www.pharm.kitasato-u.ac.jp/microbiology/

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report 2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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