チューリンジェンシス菌からの新しい抗病原体活性物質の大規模検索とその作用

• Project/Area Number: 25292052
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 北田 栄 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (20284482)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000); Fiscal Year 2017: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2014: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2013: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: がん / 毒素 / トリパノソーマ / 応用微生物 / チューリンジェンシス菌 / 生理活性物質 / 微生物 / 感染症 / 細胞・組織 / 癌 / 蛋白質 / トリバノソーマ

Outline of Annual Research Achievements

これまでに人畜に無害な微生物Bacillus thuringiensis（Bt菌）の4740株から、凝集性タンパク質を抽出して、難治がん細胞や病原寄生虫トリパノソーマに対して作用する毒性タンパク質の大規模なスクリーニングを行った。これまでBt菌約20株ですい臓がんに作用する因子を見つけたものの、この細胞毒性の再現性が悪いため、菌株を絞った詳細な研究が進捗しなかった。その結果、目的とする新規の抗がん性タンパク質であるパラスポリンは同定できず、その遺伝子を単離することができなかった。一方これまでの解析で、ヒト肺がん細胞毒性をする5株のBt菌を発見していたが、この５株が生産する毒性タンパク質のヒツジ血液に対する溶血性を調べた結果、いずれのタンパク質でも低軽度の溶血性が観察された。また昨年度に引き続き正常細胞としてヒト肺由来の繊維芽細胞を用いて、これら５株由来のタンパク質の作用を詳しく観察した結果、いずれのタンパク質もこの正常細胞に対する毒性を示した。よって、新規の抗がん性タンパク質であるパラスポリンは同定できず、その遺伝子を単離することができなかった。一方、昨年度までにヒト悪性脳腫瘍細胞に作用する３株とヒト乳腺がん細胞に作用する２株を発見していたが、今回これらのがん細胞への解析する研究人員と時間を確保できず研究は進展しなかった。イヌリンパ腫に対する毒性因子の再現性を解析したところ、有望な菌数株を特定したため、その溶血性試験を進めたところ、ヒツジ赤血球溶血試験を行ったが再現性のある結果を得られず、新規の抗がん性タンパク質パラスポリンは発見できなかった。トリパノソーマではその唾液腺型と血流型の二つに対するBt菌の毒性タンパク質を探索したが、細胞毒性の再現性が悪く、トリパノソーマへの毒性タンパク質の詳細な解析を推進することが困難であった。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Glycan region of GPI anchored-protein is required for cytocidal oligomerization of an anticancer parasporin-2, Cry46Aa1 protein, from Bacillus thuringiensis strain A1547 (2017)
  • Author(s): Abe Y, Inoue H, Ashida H, Maeda Y, Kinoshita T, Kitada S
  • Journal Title: Journal of Invertebrate Pathology Volume: 142 Pages: 71-81
  • DOI: 10.1016/j.jip.2016.11.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Parasporins as new natural anticancer agents.a review (2015)
  • Author(s): Okassov A., Nersesyan A., Kitada S., and Irin A.
  • Journal Title: Journal of BUON Volume: 20 Pages: 5-16
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cloning and characterization of a unique cytotoxic protein parasporin-5 produced by Bacillus thuringiensis A1100 strain. (2014)
  • Author(s): Ekino K., Okumura O, Ishikawa T., Kitada S., Saitoh H., Akao T., Oka T., Nomura N., Ohba M., Shin S., Mizuki E.
  • Journal Title: Toxins Volume: 6 Issue: 6 Pages: 2115-2126
  • DOI: 10.3390/toxins6061882
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ヒト肺がん細胞に特異的に作用するタンパク質産生Bacillus thuringiensis株の探索 (2015)
  • Author(s): 納戸 寛幸、鮫島 結香、狩野 貴之、斎藤 浩之、水城 英一、北田 栄
  • Organizer: 第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 血流型トリパノソーマに作用する新規タンパク質産生Bt菌株のスクリーニングと同定 (2015)
  • Author(s): 坂口 渉、鮫島 結香、井上 雅広、齋藤 浩之、水城 英一、北田 栄
  • Organizer: 第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] がん感染症分野への貢献を目指した微生物Bt菌毒素タンパク質群の探索と機能 (2015)
  • Author(s): 北田 栄
  • Organizer: 第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Novel bioactive toxins from Bacillus thuringiensis (2014)
  • Author(s): Sakae Kitada
  • Organizer: Conference of 10th anniversary of the scientific center for anti-infectious drugs
  • Place of Presentation: アルマティ（カザフスタン）
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
  • Invited
• [Presentation] Molecular basis of parasporin-2 action toward cancer cells (2014)
  • Author(s): Sakae Kitada, Yusuke Yoshida, Yoshimi Ozaki, Hirioyasu Shimada
  • Organizer: 47th Annual Meeting of the Society for Invertebrate Pathology Mainz
  • Place of Presentation: Mainz, Germany
  • Year and Date: 2014-08-03 – 2014-08-07
  • Invited
• [Presentation] Parasporins, anti-tumor crystal toxins from Bacillus thuringiensis. The functions and potential applications (2013)
  • Author(s): 北田 栄
  • Organizer: Scientific Seminar in SPC "Armbiotechnology" NAS of Armenia
  • Place of Presentation: エレバン
  • Invited
• [Presentation] Screening and identification of Bacillus thuringiensis strains producing novel parasporins which show cytotoxicity to human pancreatic cancer cells (2013)
  • Author(s): 狩野 貴之、鮫島 結香、斎藤 浩之、水城 英一、北田 栄
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Remarks]
  • URL: http://www.bio.kyutech.ac.jp/~kitada/
• [Remarks] 九州工業大学大学院情報工学研究院生命情報工学研究系 北田研究室
  • URL: http://www.bio.kyutech.ac.jp/~kitada/
• [Remarks] 九州工業大学大学院情報工学研究院生命情報工学研究系 北田研究室
  • URL: http://www.bio.kyutech.ac.jp/~kitada/