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Investigating the roles of type IV pilus system in regulating enteric infection of bacterial pathogens

Research Project

Project/Area Number 21K07024
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 49050:Bacteriology-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Kawahara Kazuki  大阪大学, 大学院薬学研究科, 助教 (60585058)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 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 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords腸管系病原菌 / 定着 / IV型線毛 / 分泌タンパク質 / X線単結晶構造解析 / ETEC / IV型線毛システム / 構造生物学
Outline of Research at the Start

薬剤耐性菌問題が深刻化する中、病原細菌が産生する病原因子を標的とした治療法が注目されている。これまでの腸管毒素原性大腸菌(ETEC)の病原因子の研究から、ETECはIV型に分類される線毛を菌体上に産生し、アドへシンとして機能する分泌タンパク質と相互作用することで腸管定着を成し遂げることを明らかにした。本研究では、この“線毛と分泌タンパク質とのインタープレイ”が腸内細菌のIV型線毛システムに共通した特徴であることを実証し、また、構造生物学的手法により各細菌の分泌タンパク質の機能を解明する。得られた情報を基に、細菌感染を阻害する新規薬剤開発へ向けた基盤情報を得る。

Outline of Final Research Achievements

In the post-antibiotic era, there has been an increasing interest in developing novel therapeutics targeting bacterial infection processes involving adhesion and colonization. In enterotoxigenic Escherichia coli infection, we have demonstrated that type IVb pilus (T4bP) plays crucial roles in such processes, but it also requires a secreted protein at its pilus-tip to attach to and colonize host intestinal epithelium. We here show that this interplay between T4bP and secreted protein is widely conserved among enteric pathogens and is considered to be a potential new therapeutic target.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた成果は、腸管系病原菌の感染過程の理解につながるだけでなく、定着阻害剤やワクチンの開発等への応用が可能である。特に、定着阻害剤は、細菌を死滅させる抗生物質とは異なり、耐性菌を生じさせないことから、薬剤耐性菌問題の解決に向けた新規の感染症予防・治療アプローチとなる可能性がある。

Report

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

    (17 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Structural basis for the toxin-coregulated pilus?dependent secretion of <i>Vibrio cholerae</i> colonization factor2022

    • Author(s)
      Oki Hiroya、Kawahara Kazuki、Iimori Minato、Imoto Yuka、Nishiumi Haruka、Maruno Takahiro、Uchiyama Susumu、Muroga Yuki、Yoshida Akihiro、Yoshida Takuya、Ohkubo Tadayasu、Matsuda Shigeaki、Iida Tetsuya、Nakamura Shota
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 8 Issue: 41 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1126/sciadv.abo3013

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 腸管毒素原性大腸菌が分泌する可溶性定着因子とリポソームの相互作用解析2024

    • Author(s)
      市岡慎也、飯森南斗、沖大也、今井友也、松田重輝、飯田哲也、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太、河原一樹
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Membrane recognition by secreted colonization factors of enterotoxigenic Escherichia coli.2023

    • Author(s)
      Iimori Minato, Oki Hiroya, Imai Tomoya, Matsuda Shigeaki, Yoshida Takuya, Ohkubo Tadayasu, Iida Tetsuya, Nakamura Shota, Kawahara Kazuki
    • Organizer
      ASM Microbe 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Secretion mechanism of the colonization factor via Type IVb pilus TCP from Vibrio cholerae2023

    • Author(s)
      Oki Hiroya, Kawahara Kazuki, Iimori Minato, Nishiumi Haruka, Maruno Takahiro, Uchiyama Susumu, Matsuda Shigeaki, Yoshida Takuya, Ohkubo Tadayasu, Iida Tetsuya, Nakamura Shota
    • Organizer
      ASM Microbe 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 腸管毒素原性大腸菌が分泌する可溶性定着因子の脂質膜認識機構の解明2023

    • Author(s)
      飯森南斗、沖大也、今井友也、松田重輝、飯田哲也、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太、河原一樹
    • Organizer
      第20回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] コレラ菌が形成するIVb型線毛TCPによる定着因子TcpFの認識機構2023

    • Author(s)
      沖大也、河原一樹、飯森南斗、西海遥夏、丸野孝浩、内山進、松田重輝、吉田卓也、大久保忠恭、飯田哲也、中村昇太
    • Organizer
      第55回ビブリオシンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural basis for the type IVb pilus-dependent secretion of Vibrio cholerae colonization factor2023

    • Author(s)
      Kawahara Kazuki
    • Organizer
      57th United States-Japan Cooperative Medical Science Program Joint Panel Conference on Cholera and Other Bacterial Enteric Infections
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 腸管系病原菌が形成する IVb 型線毛を介した定着因子の分泌機構2023

    • Author(s)
      沖大也、飯森 南斗、西海 遥夏、丸野 孝浩、内山 進、松田 重輝、飯田 哲也、河原 一樹、中村 昇太
    • Organizer
      第96回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 腸管毒素原性大腸菌が分泌する可溶性定着因子の脂質膜認識機構2023

    • Author(s)
      飯森南斗、沖大也、今井友也、松田重輝、吉田卓也、大久保忠恭、飯田哲也、中村昇太、河原一樹
    • Organizer
      第96回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 外部環境に応答した腸管毒素原性大腸菌の可溶性定着因子分泌機構の解析2023

    • Author(s)
      折田将輝、沖大也、飯森南斗、今井友也、松田重輝、飯田哲也、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太、河原一樹
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Structural basis for type IVb pilus-dependent secretion of the colonization factor from Vibrio cholerae2022

    • Author(s)
      Oki Hiroya, Kawahara Kazuki, Iimori Minato, Nishiumi Haruka, Maruno Takahiro, Uchiyama Susumu, Yoshida Takuya, Ohkubo Tadayasu, Matsuda Shigeaki, Iida Tetsuya, Nakamura Shota
    • Organizer
      第20回あわじ感染と免疫国際フォーラム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IV型線毛の機能を制御するマイナーピリンの構造生物学的研究2022

    • Author(s)
      河原一樹、沖大也、飯森南斗、今井友也、松田重輝、飯田哲也、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太
    • Organizer
      日本結晶学会令和4年度年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 腸内細菌がIVb型線毛システム依存的に分泌するタンパク質の特徴2022

    • Author(s)
      大嶋恵子、沖大也、飯森南斗、松田重輝、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太、河原一樹
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] コレラ菌が形成するIVb型線毛TCPを介した定着因子の分泌機構2022

    • Author(s)
      沖大也、飯森南斗、西海遥夏、丸野孝浩、内山進、松田重輝、吉田卓也、大久保忠恭、飯田哲也、河原一樹、中村昇太
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] コレラ菌が形成するIV型線毛TCPの構造解析2021

    • Author(s)
      沖大也、河原一樹、飯森南斗、松田重輝、吉田卓也、大久保忠恭、飯田哲也、中村昇太
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] コレラ菌が産生する分泌タンパク質とIV型線毛の相互作用解析2021

    • Author(s)
      飯森南斗、沖大也、河原一樹、松田重輝、飯田哲也、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 大阪大学大学院薬学研究科高分子化学分野

    • URL

      https://www.phs.osaka-u.ac.jp/homepage/b001/

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

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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