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Structural analysis of the cell wall of Clostridioides difficile using lytic enzyme of bacteriophage

Research Project

Project/Area Number 20K16250
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 49050:Bacteriology-related
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

Take Akira  北里大学, 医学部, 助教 (30818399)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
KeywordsC. difficile感染症 / C. difficile / 細胞壁 / ペプチドグリカン / バクテリオファージ / 溶菌酵素 / Clostridioides difficile / LC/MS
Outline of Research at the Start

クロストリディオイデス・ディフィシル感染症 (CDI) は、ディフィシル菌が引き起こす難治性下痢症・腸炎で、世界的に罹患率の高い疾患である。本感染症制御にはディフィシル菌の殺菌法の確立が喫緊である。本殺菌法の確立へ展開していく中で、まずはディフィシル菌の細胞壁構造を十分に理解することが重要となる。細胞壁の構造解析には、主な構成成分であるペプチドグリカン (PG) を完全に分解し、その産物を分析する必要がある。しかし、従来法ではディフィシル菌PGが殆ど分解できない。本研究課題では、バクテリオファージ由来溶菌酵素を用いて、ディフィシル菌の細胞壁構造を解明する。

Outline of Final Research Achievements

Clostridioides difficile bacterial infection produces severe diarrhea and enteritis. Therefore, it is essential to establish an effective disinfection method to control the infection. To accomplish this objective, it is important to study the structure of the cell wall of C. difficile. This study was focused on the analysis of the cell wall structure of C. difficile using a bacteriophage lytic enzyme activity. The cell wall was purified using various physical and chemical treatments. Following the application of two types of lytic enzymes to the cell wall, the cell wall decomposition products were analyzed using liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS) methods.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

クロストリディオイデス・ディフィシル感染症(CDI)は、世界的に罹患率の高い疾患であり、経済面においても深刻な課題となっている。米国疾病管理予防センター (CDC) では、ディフィシル菌を「urgent threat」に分類しており、緊急に解決すべき課題である。ディフィシル菌の細胞壁構造を理解することで、溶菌酵素の殺菌メカニズムを解明することが可能となる。本研究を発展させることで、ディフィシル菌の殺菌効果を示す消毒薬の開発に貢献できる。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Fecal microbiota transplantation as therapy for recurrent Clostridioides difficile infection is associated with amelioration of delirium and accompanied by changes in fecal microbiota and the metabolome2022

    • Author(s)
      Gotoh Kazuyoshi、Sakaguchi Yoshihiko、Kato Haru、Osaki Hayato、Jodai Yasutaka、Wakuda Mitsutaka、Take Akira、Hayashi Shunji、Morita Eri、Sugie Takehiko、Ito Yoichiro、Ohmiya Naoki
    • Journal Title

      Anaerobe

      Volume: 73 Pages: 102502-102502

    • DOI

      10.1016/j.anaerobe.2021.102502

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analysis of a plasmid encoding botulinum neurotoxin type G gene in Clostridium argentinense2020

    • Author(s)
      Sakaguchi, Y., Uchiyama, J., Take, A., Gotoh, K., Sakaguchi, M., Suzuki, T., Yamamoto, Y., Hosomi, K., Kohda, T., Mukamoto, M., Kozaki, S., Hayashi, S., Oguma, K.
    • Journal Title

      Anaerobe

      Volume: 66 Pages: 102281-102281

    • DOI

      10.1016/j.anaerobe.2020.102281

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 食物およびヒト糞便から分離した放線菌の人工消化液での生残性2022

    • Author(s)
      武 晃, 阪口義彦, 稲橋佑起, 後藤和義, 林 俊治, 加藤はる, 大宮直木
    • Organizer
      第95回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] C型とD型ボツリヌス毒素を支配するバクテリオファージの溶原化機構の解析2022

    • Author(s)
      阪口 義彦, 武 晃, 後藤 和義, 山本 由弥子, 幸田 知子, 向本 雅郁, 小崎 俊司, 林 俊治, 林 哲也, 小熊 惠二
    • Organizer
      第95回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 食物から分離した放線菌の腸内環境生存能の評価2021

    • Author(s)
      武 晃, 阪口義彦, 稲橋佑起, 後藤和義, 林 俊治, 大宮直木, 加藤はる
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Clostridioides difficile 感染症に対する糞便微生物移植の影響~ヒ ト腸内微生物叢及びメタボロームの解析~2021

    • Author(s)
      阪口 義彦, 後藤 和義, 武 晃, 尾﨑 隼人, 城代 康貴, 和久田 光毅, 林 俊治, 大宮 直木, 加藤 はる
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 食物から分離した放線菌の腸内環境生存能の評価2021

    • Author(s)
      武 晃,阪口 義彦,稲橋 佑起,後藤 和義,林 俊治,大宮 直木,加藤 はる
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
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  • [Presentation] Clostridioides difficile 感染症に対する糞便微生物移植の影響~ヒ ト腸内微生物叢及びメタボロームの解析~2021

    • Author(s)
      阪口 義彦,後藤 和義,武 晃,尾﨑 隼人,城代 康貴,和久田 光毅,林 俊治,大宮 直木,加藤 はる
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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