| Project/Area Number |
21K07022
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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 49050:Bacteriology-related
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
寺島 浩行 長崎大学, 熱帯医学研究所, 助教 (60791788)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | べん毛 / III型分泌装置 / 腸炎ビブリオ / 病原性 / 走化性 / 乳酸 / 粘性表面 / 細菌べん毛 / 感染 / c-di-GMP |
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| Outline of Research at the Start |
腸炎ビブリオ菌は、汚染された魚介類を原因とした食中毒を起こす。病原性の発揮には、III型分泌装置(T3SS2)を適切な場所とタイミングで使用する必要がある。そのため、腸管上皮への移動・定着・細胞形態の変化といった「感染の前提条件」について解き明かす必要がある。本研究では、腸炎ビブリオ菌が環境に応じて自身の形態的特徴・生理活性をどのように変化させ、腸管に定着・感染拡大するのか明らかにし、運動性と病原性を連結させた包括的な感染メカニズムの解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
腸炎ビブリオは、汚染した魚介類を原因として、炎症性の胃腸炎・下痢を引き起こす病原菌である。病原性には、III型分泌装置が深く関与しており、宿主細胞内へ直接エフェクターを送り込む。そのため、腸炎ビブリオが病原性を発揮するためには、腸管の細胞表面まで移動することが必要となる。そこで、「感染が成立するまでの前提条件」について解析し、腸炎ビブリオ感染症の発症機序の理解を目指す。感染場所までの移動は、走化性によって制御される。走化性は、好ましい物質・環境へ近づき、好ましくない物質・環境から遠ざかる能力のことである。本年度は、腸内に存在する様々な代謝物や構成要素に対して走化性を示すかどうか解析した。キャピラリーアッセイで評価した結果、乳酸、ピルビン酸、酪酸、プロピオン酸などの多数の腸内代謝物に対して、腸炎ビブリオは誘引応答した。次に、受容体のメチル化修飾アッセイによって、走化性物質と走化性受容体のペアの同定を行った。すでにMcp1がピルビン酸と乳酸応答に関わることは見出していたが、それに加えてMcp28もピルビン酸・乳酸応答に関与していた。また、Mcp27、Mcp28が酪酸・プロピオン酸の応答に関与することも見出した。各受容体の認識物質を網羅的に解明するために、全走化性受容体欠損変異体を作成し、キャピラリーアッセイで走化性を評価できる系を構築した。今後さらに詳細な走化性応答の解析を行い、腸管内での腸炎ビブリオの環境応答について明らかにする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究計画は、腸炎ビブリオの環境応答と病原性の包括的な理解を目指している。3年目の研究では、腸炎ビブリオの走化性の解析を中心に行った。乳酸・ピルビン酸・酪酸・プロピオン酸などの腸内代謝物に対して誘引応答を示すことを明らかにした。また、認識する受容体も同定できた。さらに、全走化性欠損変異体を作成することができ、各走化性受容体が認識する化学物質の網羅的な同定を行う準備ができた。
一方で、粘性環境応答に関わるScrABCの解析については、結晶構造解析に進展がなかったことなどから十分な結果を得られなかった。ただ、メタロβラクタマーゼの発現にかかわるシグナル伝達系（VbrK/R）の変異によって、表面運動活性が変化することを見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
腸炎ビブリオが持つ走化性受容体の認識物質を網羅的に明らかにするために、キャピラリーアッセイを行う。染色体からの発現に比べ、全走化性受容体欠損株にプラスミドから発現させた場合、走化性受容体の発現量が担保されるため、走化性応答を解析しやすい。まずは、有機酸、脂肪酸、アミノ酸、アミンなどの腸内環境に豊富に含まれるであろう化学物質の解析から始める。それと同時に、すでに見出した乳酸等の化学物質についても、さらに認識する走化性受容体が存在するかどうか解析する。
粘性環境応答については、得られたVbrK/R変異体の表面運動活性の変化や遺伝子発現の変化を解析する。
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