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Development of antibacterial therapy utilizing phage genome editing

Research Project

Project/Area Number 22K20575
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0601:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionNational Institute of Infectious Diseases

Principal Investigator

Shinjiro Ojima  国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 研究員 (60967793)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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バクテリオファージ / 薬剤耐性菌 / ゲノム改変ファージ / 抗ファージ免疫機構 / ファージ療法 / ファージ合成 / 遺伝子欠損ファージライブラリ
Outline of Research at the Start

近年、抗生物質の効かない薬剤耐性菌による死亡者数が増加しており、世界的な問題となっている。これまでに、抗菌薬治療に代わる治療方法として、細菌を特異的に殺菌するウイルスであるバクテリオファージ(ファージ)を用いたファージ療法の開発が試みられている。しかし、現在のファージ療法の技術では患者に感染した細菌を殺滅できないことがファージ療法の最大の障壁となっている。この障壁を取り払うためには、治療に必要な高い殺菌力を持つファージの確保が重要である。そこで申請者は、大腸菌を用いたランダムミュータジェネシスの手法を用いて、高効率殺菌ファージ(キラーファージ)を構築し、治療効果の高いファージ療法を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Today, antimicrobial-resistant bacteria (AMR) are a huge problem all over the world. The growing crisis of antibiotic resistance has created urgency for phage therapy as an alternative to antibiotics. However, the present system of phage therapy does not work enough to rescue patients infected with AMR.Here, we constructed phage gene knocked-out mutants library using DruSM1 phage and analyzed the effects for bactericidal activity. The deletion of 2 genes in DruSM1 phage contributed to enhance bactericidal activity due to evasion from the bacterial immune systems. Our findings provide evidence to promote the therapeutic effect of phage therapy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、抗生物質の効かない薬剤耐性菌による死亡者数が増加しており、世界的な問題となっている。2050年には耐性菌を起因とする死亡者数が年間1,000万人に達すると見積もられている。本研究では、抗生物質の代替としてのファージ療法をより治療効率の高いものにするために、ファージゲノムの改変を駆使した殺菌力の向上を試みた。本研究の成果は、薬剤耐性菌の制圧に向けたファージ療法の洗練化に貢献するとともに、ファージの殺菌力を減弱させる細菌が保有する数多くの抗ファージ免疫機構に対処する必要があることも明らかにした。

Report

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

    (7 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Harnessing a T1 Phage-Derived Spanin for Developing Phage-Based Antimicrobial Development2024

    • Author(s)
      Yamashita Wakana、Ojima Shinjiro、Tamura Azumi、Azam Aa Haeruman、Kondo Kohei、Yuancheng Zhang、Cui Longzhu、Shintani Masaki、Suzuki Masato、Takahashi Yoshimasa、Watashi Koichi、Tsuneda Satoshi、Kiga Kotaro
    • Journal Title

      BioDesign Research

      Volume: 6 Pages: 0028-0028

    • DOI

      10.34133/bdr.0028

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthetic phage-based approach for sensitive and specific detection of Escherichia coli O1572024

    • Author(s)
      Tamura Azumi、Azam Aa Haeruman、Nakamura Tomohiro、Lee Kenichi、Iyoda Sunao、Kondo Kohei、Ojima Shinjiro、Chihara Kotaro、Yamashita Wakana、Cui Longzhu、Akeda Yukihiro、Watashi Koichi、Takahashi Yoshimasa、Yotsuyanagi Hiroshi、Kiga Kotaro
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 2024 Issue: 1 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1038/s42003-024-06247-w

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Systematic Discovery of Phage Genes that Inactivate Bacterial Immune Systems2024

    • Author(s)
      Ojima Shinjiro、Azam Aa Haeruman、Kondo Kohei、Nie Wenhan、Wang Sai、Chihara Kotaro、Tamura Azumi、Yamashita Wakana、Nakamura Tomohiro、Sugawara Yo、Sugai Motoyuki、Zhu Bo、Takahashi Yoshimasa、Watashi Koichi、Kiga Kotaro
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: 0-0

    • DOI

      10.1101/2024.04.14.589459

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] 細菌由来抗ファージ防御機構を無力化するファージ由来因子の網羅的な探索2024

    • Author(s)
      小島新二郎、アザム アア ハエルマン、近藤恒平、千原康太郎、田村あずみ、山下和可奈、佐藤、中村暢宏、高橋宜聖、渡士幸一、氣駕恒太朗
    • Organizer
      第97回日本細菌学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ⼤腸菌臨床分離株に保存された新規ファージ防御システムの多様性とファージ防御能の評価2023

    • Author(s)
      千原 康太郎, 近藤 恒平, Aa Haeruman Azam, 小島 新二郎, 菅原 庸, 氣駕 恒太朗
    • Organizer
      第19回21世紀大腸菌研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 合成ファージによる高感度・高特異的な大腸菌O157:H7検出方法の開発2023

    • Author(s)
      田村あずみ, Aa Haeruman Azam, 中村暢宏, 李 謙一, 近藤恒平, 小島新二郎, 千原康太郎, 山下和可奈, 崔 龍洙, 伊豫田 淳, 明田幸宏, 渡士幸一, 高橋宜聖, 四柳 宏, 氣駕恒太朗
    • Organizer
      日本ファージセラピー研究会 第3回 研究集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 組換えファージ及び遺伝子のスクリーニング方法2024

    • Inventor(s)
      小島 新二郎
    • Industrial Property Rights Holder
      小島 新二郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2024-053820
    • Filing Date
      2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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