Investigation of bacterial virulence potential at the molecular level
| Project/Area Number |
23K24131
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| Project/Area Number (Other) |
22H02869 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 49050:Bacteriology-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
垣内 力 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (60420238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺尾 豊 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50397717)
古田 和幸 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (50644936)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | コアゲノム / 枯草菌 / 糖転移酵素 / 潜在的病原性 |
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| Outline of Research at the Start |
これまでに代表者は、病原性因子の多くが非病原性の細菌に保存されていること、ならびに、非病原性大腸菌から高病原性の大腸菌変異株が得られることを発見した。これらの結果は、非病原性細菌が潜在的な病原性機能を有することを示唆している。本課題では、グラム陰性とグラム陽性のモデル細菌遺伝子リソースと代表者の病原性評価系を連携させ、細菌コアゲノム上の潜在的病原性に関わる遺伝子群を網羅的に同定し、細菌の潜在的病原性の分子基盤を解明する。中長期的には、潜在的病原性を標的とした新規感染症治療薬への展開を志向するとともに、細菌学の普遍的課題である病原性細菌の進化に関する新たな原理解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、細菌の潜在的病原性に関わる遺伝子を網羅的に同定し、その分子機能と感染プロセスにおける生理機能を解析することにより、細菌の潜在的病原性の分子基盤を解き明かすことである。これまでに私たちは、大腸菌の複数種の遺伝子変異によって、細胞壁合成阻害薬であるバンコマイシンへの耐性化とカイコに対する高病原性化が導かれることを明らかにしている。そこで本年度は、バンコマイシン耐性化と高病原性化には何らかの関係があり、バンコマイシン耐性を指標として高病原性変異株を同定できると考え、枯草菌の病原性上昇を導く遺伝子変異の探索を行った。
枯草菌遺伝子欠損株ライブラリ（3967株）からバンコマイシン耐性株を探索したところ、23株の遺伝子欠損株がバンコマイシンに耐性を示すことが明らかとなった。これらの遺伝子欠損株のうち、もっとも高いバンコマイシン耐性度を示したykcB欠損株について、カイコに対する殺傷活性を検討した。その結果、ykcB欠損株は親株よりもカイコに対して強い殺傷活性を示した。ykcB欠損株は複数種の抗生物質に感受性または耐性を示し、バイオフィルム形成能が低下していた。ykcB遺伝子産物は、糖転移酵素に相同性を示した。
以上の結果は、ykcB遺伝子がコードする糖転移酵素の欠損が、複数種の抗生物質への感受性の変化、バイオフィルム形成能の低下、カイコに対する病原性上昇を引き起こすことを示唆している。今後は、ykcB遺伝子産物によって糖転移を受ける生体分子の同定と機能解析をおこなうことにより、枯草菌の病原性上昇の新たなメカニズムを明らかにしたいと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、枯草菌の遺伝子欠損株ライブラリからバンコマイシン耐性株を探索し、カイコ殺傷活性が上昇する遺伝子欠損株を同定することに成功している。この遺伝子産物は推定上の糖転移酵素であり、この遺伝子の細胞における機能は不明であった。
病原性上昇のメカニズムに関する知見を得たとともに、機能未知遺伝子の機能を明らかにできた状況から、本研究計画がおおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
細菌の病原性上昇を導く遺伝子変異について、同定と機能解析を進める予定である。具体的には以下を予定している。
(1) 様々なストレスに対して耐性化を引き起こす細菌遺伝子変異の探索
(2) カイコ体内における細菌生存率を上昇させる遺伝子変異の探索
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Report
(1 results)
Research Products
(16 results)
