| Project/Area Number |
22K19435
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
Kaito Chikara 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (60420238)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | リボソームタンパク質 / アデニロコハク酸合成酵素 / 膜電位 / コリスチン / 亜鉛 / リボソーム / 進化実験 / 病原性細菌出現 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、様々な感染環境を再現したカイコ感染モデルを用いて、多種類の病原性細菌を実験的に進化させ、病原性細菌進化の分子基盤を解明することである。地球上には 、動物に感染する病原性細菌が多数存在するが、その病原性機能の進化的成り立ちは未だほとんど明らかにされていない。代表者は現在までに独自に確立した細菌の病原性評価系であるカイコ感染モデルを用いて、細菌の病原性因子を同定することに成功してきた。本研究では、同評価系を用いて、遺伝子変異の蓄積により、様々な種類の細菌の病原性が上昇する過程を捉え、病原性細菌の進化を引き起こす遺伝子変異群と細菌分子群の同定を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
To understand the evolution of bacterial virulence functions, it is necessary to understand the mechanisms by which bacteria evade the stresses of various infectious environments. In this study, we searched for genes involved in bacterial resistance to stresses to which bacteria are exposed in various infectious environments. By searching for resistant strains of Escherichia coli for zinc, which is involved in bactericidal activity by immune cells, we found that a deficiency of ribosomal proteins leads to zinc resistance in E. coli. We also searched for susceptible strains of colistin, an antimicrobial peptide, and found that a deficiency in adenylosuccinate synthase, which is involved in AMP synthesis, causes antimicrobial peptide susceptibility in E. coli.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
リボソームタンパク質の遺伝子欠損株が亜鉛耐性を示した知見から、リボソームの構造異常や翻訳機能の異常が感知され、亜鉛ストレスに対する細菌の耐性を発動させる機構が存在すると推定される。
これまでに複数の細菌種において、アデニロコハク酸合成酵素の遺伝子欠損株が病原性を低下することが知られていたが、そのメカニズムは明らかではなかった。本研究の知見から、アデニロコハク酸合成酵素欠損株の病原性低下の一要因として、宿主体内で暴露される抗菌ペプチドに感受性となることが考えられる。薬剤によるアデニロコハク酸合成酵素の阻害は、宿主免疫に対する感受性、病原性低下、抗生物質感受性を引き起こすと期待できる。
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