Analysis of secretion peptide o Streptococcus pyogenes

• Project/Area Number: 22K07083
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49050:Bacteriology-related
• Research Institution: National Center for Global Health and Medicine
• Principal Investigator: Takemoto Norihiko 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 研究所, 上級研究員 (40546793)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鴨志田 剛 京都薬科大学, 薬学部, 助教 (40707410) ; 中川 一路 京都大学, 医学研究科, 教授 (70294113)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: Streptococcus pyogenes / secretion peptide / A群レンサ球菌 / 高病原化変異

Outline of Research at the Start

劇症型レンサ球菌感染症（STSS）は人食いバクテリアとも呼ばれる感染症で、致死率が３０%程度と高い極めて重篤な感染症である。国内で増加傾向にあり、2021年は年間600例以上発生している。私たちは、STSS原因菌として知られるA群レンサ球菌において、病原性の発揮に重要な役割を担うと予想される新規病原性因子SapA1を見出した。本研究ではA群レンサ球菌の病原性発揮機構を明らかにするため、SapA1の機能解析を行う。

Outline of Final Research Achievements

Group A Streptococcus (GAS) can cause extremely severe " Streptococcal Toxic Shock Syndrome (STSS)". In this study, we identified several extracellular secreted peptide genes that are regulated by the CovR/S two-component regulatory system, which is involved in the regulation of many virulence factors and is known to become highly pathogenic upon its loss-of-function mutation. To analyze the function of the sapA1 gene, which is conserved in more than 90% of GAS clinical isolates, we developed an E. coli-Corynebacterium-Streptococcus shuttle vector that can handle a gene region difficult to clone in E. coli. We also found that the gene is upregulated by a loss-of-function mutant of covS gene.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、大規模DNAシーケンス技術の発展に伴い、多くの細菌のゲノム配列が蓄積してきている。得られたゲノム配列をもとにタンパク質コード領域の推定ツールを用いた遺伝子予測が行われ、既知のタンパク質配列との相同性から機能や構造の予測が可能となっている。一方で、配列長の短いペプチドに関しては、遺伝子推定ツールでは検出できないこともあるうえ、構造予測も困難であり、未だ機能不明の遺伝子が未同定である可能性が高い。本研究では、GASの病原性に関わると示唆される細胞外分泌ペプチド遺伝子群を同定した。継続的な解析により同菌の病原性への寄与のみならず、ペプチド遺伝子の解析の意義を示すことが出来ると考えている。