細菌ゲノムに潜む宿主免疫回避生存戦略の研究

• Project Area: Matrix of Infection Phenomena
• Project/Area Number: 21022026
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 西野 邦彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (30432438)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥7,600,000 (Direct Cost: ¥7,600,000); Fiscal Year 2010: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2009: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000)
• Keywords: 宿主免疫回避 / 感染症 / 病原性 / 細菌 / 多剤耐性 / 薬剤排出 / 発現制御 / small RNA / 免疫回避 / 薬剤耐性 / Toll-like receptor / トランスポーター

Research Abstract

細菌は、多剤耐性化因子である薬剤排出蛋白質を数多く保持している。一方、これら蛋白質が本来持っている生理機能について議論が盛んに行われている。これまで、薬剤排出蛋白質が菌体内で合成された鉄キレーターを排出していること、また、細菌病原性に関与していることを報告してきた。この事実から、薬剤排出蛋白質は、宿主環境適応や宿主の攻撃から細菌自身を保護する宿主免疫回避機能を担っていることが示唆される。昨年度は、サルモネラに存在する9個の薬剤排出蛋白質について解析を進め、薬剤排出蛋白質が宿主細胞内での増殖に関与していることを明らかにした。一方、これだけ多くの排出蛋白質が何故、コンパクトな細菌染色体に複数コードされているのかは謎であり、それを解くための方法の一つとして、排出システムの制御ネットワークを解析することが重要である。本年度は発現制御の解析を進め、以下の結果を得た。
RNAシャペロンであるHfqは、sRNAとmRNAの両方に結合し、標的mRNAへのsRNAの結合を促進させる。Hfqは細菌病原性制御にも関与していることが分かってきたが、薬剤耐性とHfqの関係については不明であった。私達は、Hfqが、薬剤排出蛋白質AcrBの転写後調節を行うことで、薬剤耐性制御に関係していることを明らかにした。
DsrAは細菌において最も研究が進んでいるsRNAであり、酸耐性や病原性に関与する遺伝子の制御に関与しているが、これまで、薬剤耐性との関連は不明であった。今回私達は、DsrAが、シグマ因子であるRpoSを介して、MdtEF薬剤排出システムを制御することにより、細菌多剤耐性制御に関係していることを見つけた。
今後は、これら制御ネットワークがどのような環境で必要になり、排出蛋白質が誘導されるのかを明らかにし、薬剤排出システムのさらなる生理機能解明につなげ、耐性菌感染症克服に役立てたい。

Research Products

• [Journal Article] Effect of overexpression of small non-coding DsrA RNA on multidrug efflux in Escherichia coli (2011)
  • Author(s): Nishino, K., et al.
  • Journal Title: J.Antimicrob.Chemother. Volume: 66 Pages: 291-296
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Small RNAによる多剤耐性制御 (2011)
  • Author(s): 西野邦彦, 他
  • Journal Title: 日本化学療法学会雑誌 Volume: 59 Pages: 1-7
  • NAID: 10027817029
• [Journal Article] Impact of RNA chaperone Hfq on multidrug resistance in Escherichia coli (2010)
  • Author(s): Yamada, J., et al.
  • Journal Title: J.Antimicrob.Chemother. Volume: 65 Pages: 853-858
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of RNA chaperone Hfq on multidrug resistance in Escherichia coli. (2010)
  • Author(s): Yamada, J., et al.
  • Journal Title: J.Antimicrob. Chemother. (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of NlpE overproduction on multidrug resistance in Escherichia coli. (2010)
  • Author(s): Nishino, K, et al.
  • Journal Title: Antimicrob.Agents Chemother. (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] H-NS modulates multidrug resistance of Salmonella enterica serovar Typhimurium by repressing acrEF multidrug efflux genes. (2009)
  • Author(s): Nishino, K., et al.
  • Journal Title: Antimicrob.Agents Chemother. 53 Pages: 3541-3543
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of the AraC/XylS family regulator YdeO in multidrug resistance of Escheri chia coli. (2009)
  • Author(s): Nishino, K., et al.
  • Journal Title: J.Antihiot. 62 Pages: 251-257
  • NAID: 10030635180
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation and physiological function of multidrug efflux pumps in Escherichia coli and Salmonella. (2009)
  • Author(s): Nishino, K., et al.
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta. 1794 Pages: 834-843
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of the AcrAB multidrug efflux pump in Salmonella enterica serovar Typhimurium. (2009)
  • Author(s): Nikaido, E., et al.
  • Journal Title: Recent Advances in Clinical Pharmacology 30 Pages: 77-84
• [Journal Article] Roles of drug efflux pumps in bacterial multidrug resistance and virulence. (2009)
  • Author(s): Nishino, K.
  • Journal Title: Reviews & Topics on Surface Science and Technology Avant-Gardes 47 Pages: 235-245
  • NAID: 40016813649
• [Journal Article] 新たな創薬ターゲットとしての薬剤排出ポンプ (2009)
  • Author(s): 西野邦彦
  • Journal Title: Jpn.J.Chemother. 57(A) Pages: 81-81
• [Journal Article] 排出ポンプ阻害活性と膜傷害作用の分離評価 (2009)
  • Author(s): 松本佳巳, 他
  • Journal Title: Jpn.J.Chemother. 57(A) Pages: 225-225
• [Presentation] Streptococcus pneumoniaeの自然免疫回避におけるPfbAの役割 (2011)
  • Author(s): 山口雅也, 他
  • Organizer: 第3回口腔環境制御研究カテゴリー集会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2011-02-04
• [Presentation] RNA chaperone regulates the multidrug transporter AcrB in Escherichia coli (2010)
  • Author(s): 山崎聖司, 他
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会・第83回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] Streptococcus pneumoniaeは赤血球に侵入し好中球免疫を回避する (2010)
  • Author(s): 山口雅也, 他
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会・第83回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] Impact of Hfq on multidrug resistance in Escherichia coli (2010)
  • Author(s): Yamasaki, S., et al.
  • Organizer: The Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • Place of Presentation: Awaji Island, Japan
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] TolC dependency of multidrug efflux systems in Salmonella enterica serovar Typhimurium (2010)
  • Author(s): Horiyama, T., et al.
  • Organizer: The Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • Place of Presentation: Awaji Island, Japan
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] サルモネラ異物排出トランスポーターAcrAB発現制御メカニズムの解析 (2010)
  • Author(s): 二階堂英司, 他
  • Organizer: 第22回微生物シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-09-04
• [Presentation] 大腸菌多剤耐性化におけるRNAシャペロンHfqの役割 (2010)
  • Author(s): 山崎聖司, 他
  • Organizer: 第22回微生物シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-09-04
• [Presentation] 細菌多剤耐性化と病原性発現における薬剤排出システムの役割 (2010)
  • Author(s): 西野邦彦
  • Organizer: 5研究所アライアンス「医療材料・デバイス」グループキックオフミーティング
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2010-07-16
• [Presentation] 細菌検査への微細加工技術の応用 (2010)
  • Author(s): 西野邦彦
  • Organizer: 科学・技術フェスタin京都「平成22年度産学官連携推進会議」
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2010-06-05
• [Presentation] Streptococcus pneumoniae evades neutrophil phagocytosis through its surface protein PfbA (2010)
  • Author(s): Yamaguchi, M., et al.
  • Organizer: ASM American Society for Microbiology 110th General Meeting
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2010-05-24
• [Presentation] 大腸菌マクロライド排出蛋白質の膜局在 (2010)
  • Author(s): 平田隆弘, 他
  • Organizer: 日本薬学会第130年会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2010-03-30
• [Presentation] 大腸菌薬剤排出ポンプ制御におけるNlpEの役割 (2010)
  • Author(s): 山崎聖司, 他
  • Organizer: 日本薬学会第130年会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] サルモネラ異物排出トランスポーターAcrABの発現制御ネットワーク解析 (2010)
  • Author(s): 二階堂英司, 他
  • Organizer: 第83回細菌学会総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] Regulation of multidrug efflux pumps in Escherichia coll. (2010)
  • Author(s): Yamasaki, S., et al.
  • Organizer: The 10th Japan-Korea International Symposium on Microbiology
  • Place of Presentation: Yokohama
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] Physiological functions of multidrug efflux pumps in Salmonella. (2010)
  • Author(s): Nishino, K.
  • Organizer: The 10th Japan-Korea International Symposium on Microbiology
  • Place of Presentation: Yokohama
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] Regulatory network and physiological function of bacterial multidrug transporters. (2010)
  • Author(s): Yamasaki, S., et al.
  • Organizer: 物質・デバイス領域共同研究拠点発足記念シンボジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-03-24
• [Presentation] Electron tomography revealed a subdomain of the endoplasmic reticulum as a cradle for autophagosome formation. (2010)
  • Author(s): Hayashi-Nishino, M., et al.
  • Organizer: 物質・デバイス領域共同研究拠点発足記念シンボジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-03-24
• [Presentation] Green Microbiology : Effects of NIpE overproduction on the induction of xenobiotic transporters involved in multidrug resistance in Escherichia coll. (2010)
  • Author(s): Yamasaki, S., et al.
  • Organizer: The 13th SANKEN International Symposium
  • Place of Presentation: Osaka
  • Year and Date: 2010-02-18
• [Presentation] Green Microbiology : Development of novel therapeutic strategies to tackle multidrug-resistant pathogens. (2010)
  • Author(s): Nishino, K.
  • Organizer: The 13th SANKEN International Symposium
  • Place of Presentation: Osaka
  • Year and Date: 2010-02-18
• [Presentation] 大腸菌を用いた緑膿菌のRND型排出ポンプMexABおよびMexXYの活性測定 (2010)
  • Author(s): 松本佳巳, 他
  • Organizer: 第44回緑膿菌感染症研究会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 病原菌に潜む薬剤耐性・病原性制御ネットワークと新規治療法開発 (2009)
  • Author(s): 西野邦彦
  • Organizer: 大阪大学産業科学研究所創立70周年記念講演会・第65回学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-12-03
• [Presentation] Electron tomography revealed a subdomain of the endoplasmic reticulum as a cradie for autophagosome formation. (2009)
  • Author(s): Hayashi-Nishino, M., et al.
  • Organizer: 第31回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-12-01
• [Presentation] Virulence and drug resistance roles of bacterial multidrug efflux systems. (2009)
  • Author(s): Nishino, K.
  • Organizer: 第31回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-11-30
• [Presentation] Regulation mechanism of Salmonella AcrAB multidrug efflux pump in response to extracellular signals. (2009)
  • Author(s): Nikaido, E., et al.
  • Organizer: 第31回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-11-30
• [Presentation] The localization study of a bacterial efflux transporter. (2009)
  • Author(s): Hirata, T., et al.
  • Organizer: 第31回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-11-30
• [Presentation] サルモネラ多剤排出トランスポーターの生理機能解明 (2009)
  • Author(s): 西野邦彦, 他
  • Organizer: 第2回日本化学療法学会西日本支部長賞受賞講演・第57回日本化学療法学会西日本支部総会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-11-28
• [Presentation] Fluorescein di-ss-D-galactopyranoside(FDG)を用いた排出ポンプ阻害剤の評価 (2009)
  • Author(s): 松本佳巳, 他
  • Organizer: 第38回薬剤耐性菌研究会
  • Place of Presentation: 群馬
  • Year and Date: 2009-11-20
• [Presentation] 外部シグナルによるRamAを介したサルモネラ遺伝子発現制御機構の解析 (2009)
  • Author(s): 二階堂英司, 他
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-24
• [Presentation] 異物排出トランスポーターによる宿主免疫回避機構の解明 (2009)
  • Author(s): 上田珠美, 他
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-22
• [Presentation] Effects of lipoprotein overproduction on the induction of xenobiotic transporters involved in multidrug resistance in Salmonella enterica. (2009)
  • Author(s): Shirosaka, I., et al.
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-22
• [Presentation] Roles of xenobiotic transporters in bacterial drug resistance and virulence. (2009)
  • Author(s): Nishino, K., A.Yamaguchi.
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-22
• [Presentation] 大腸菌RND型薬剤排出ポンプの進化 (2009)
  • Author(s): 田中真奈美, 他
  • Organizer: 第11回日本進化学会大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2009-09-03
• [Presentation] Function and regulation of multidrug efflux pumps in E. coli and Salmonella. (2009)
  • Author(s): Nishino, K.
  • Organizer: School of Biological Sciences Seminar at the University of Hong Kong
  • Place of Presentation: 香港
  • Year and Date: 2009-08-28
• [Presentation] 排出ポンプ阻害活性と膜傷害作用の分離評価 (2009)
  • Author(s): 松本佳巳, 他
  • Organizer: 第57回日本化学療法学会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-06-05
• [Presentation] 新たな創薬ターゲットとしての薬剤排出ポンプ (2009)
  • Author(s): 西野邦彦
  • Organizer: 第57回日本化学療法学会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-06-04
• [Presentation] Unexpected role of multidrug efflux pumps in Salmonella virulence. (2009)
  • Author(s): Nishino, K
  • Organizer: 3rd Symposium on Antimicrobial Resistance in Animals and the Environment
  • Place of Presentation: Tours, France
  • Year and Date: 2009-06-02
• [Presentation] Microarray analysis of Salmonella enterica during exposure to environmental signals reveals new targets of the RamA regulatory protein. (2009)
  • Author(s): Nikaido, E., et al.
  • Organizer: American Society for Microbiology 109th General Meeting
  • Place of Presentation: Philadelphia, U.S.A
  • Year and Date: 2009-05-19
• [Presentation] サルモネラ異物排出トランスポーターAcrAB誘導に関与するRamAおよびRamRの解析 (2009)
  • Author(s): 城阪郁江, 他
  • Organizer: 第9回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] Roles of xenobiotic transporters in bacterial drug resistance and virulence. (2009)
  • Author(s): Nishino, K., A.Yamaguchi.
  • Organizer: The Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • Place of Presentation: Awaji Island
• [Presentation] Membrane-damaging activity of Phe-Arg-ss-Naphthylamide in Escherichia coli. (2009)
  • Author(s): Matsumoto, Y., et al.
  • Organizer: American Society for Microbiology 49th ICAAC Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, CA, U.S.A.
• [Presentation] 外部シグナルによるサルモネラ異物排出トランスポーターAcrAB発現制御メカニズム解析 (2009)
  • Author(s): 二階堂英司, 他
  • Organizer: 第3回細菌学・若手コロッセウム
  • Place of Presentation: 宮崎
• [Remarks]
  • URL: http://web.me.com/kunihikonishino/Site/Welcome.html
• [Remarks]
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