2015 Fiscal Year Research-status Report
病原細菌の菌体表層にみられるフィブロネクチン結合タンパク質群の病原的機能と構造
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15K08481
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
片山 誠一 岡山理科大学, 理学部, 教授 (70169473)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫃本 泰雄 岡山理科大学, 理学部, 教授 (90136333)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ウェルシュ菌 / ガス壊疽 / フィブロネクチン (Fn) / Fn結合タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウェルシュ菌（Clostridium perfringens）は、ヒトにガス壊疽と食中毒を引き起こす偏性嫌気性のグラム陽性細菌と知られている。この細菌にヒトの血漿中や結合組織内に存在するフィブロネクチン（Fn)が結合することが明らかとなっている。現在までに、ウェルシュ菌のペプチドグリカン層に５つのFn結合タンパク質（Fbp; fiburonnectin- binding protein）が見出されている。平成２７年度においては、我々はまずウェルシュ菌菌体がFn分子中のモジュールIII9-10領域に結合することを明らかにし、報告した( Katayama, S., et al. 2015)。次にペプチドグリカン層に見出された５つのFbpの遺伝子をすべてクローニングし、組換えタンパク質を精製したのち、それらのFn結合活性を調べた。すると、GapC以外の４つのrFbpに結合活性が認められた。さらにFn III9-10の組換えタンパク質にrFbpが結合するか調べたところ、CPE0625, CPE0630遺伝子がコードするFbpC, FbpDの組換えタンパク質のみがFn III9-10断片に結合することが明らかとなった。またこれらのFbpのウサギ抗血清を作製し、ウェルシュ菌菌体に反応させた結果、菌体表面に発現しているのは、FbpCとFbpDのみであることが明らかとなった。この２つの遺伝子をノックアウトした株と遺伝子相補株を作製し、Fnの菌体への結合をフローサイトメトリーを用いて調べたところ、この２つのタンパク質が、ウェルシュ菌にFnが結合することに関与していることを示唆する実験データが得られた。以上のことから、FbpCとFbpDのタンパク質についてより詳細な解析を進めて行く予定である。
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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、平成２７年度終了までに、ウェルシュ菌のペプチドグリカン層に５つのFn結合タンパク質の組換えタンパク質の精製、ウサギ抗血清の作製、ノックアウト株の作製と相補株の作製を目指していた。研究を進める過程で、２つのFbp（FbpC, FbpD）が、ウェルシュ菌へのFn結合に関与していることが示唆された。これらの遺伝子の欠失株と相補株はなんとか作製することができた。よって、ほぼ、計画通り研究を進めることができたと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度では、本当にFbpCとFbpDが、ウェルシュ菌菌体へのFnの結合に関与しているのかどうか、明らかにするつもりである。またFbpCとFbpDのどちらがよりFn結合に重要な役割を担っているのか、しっかり示していきたい。これらのことが、明らかになれば、科学論文にして報告したいと考えている。また、FbpCやFbpDがこの細菌の病原性と関わっているのかどうか、培養細胞または実験動物（マウスなど）を用いた実験研究を進めて行きたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
平成27年度における研究は、順調に進んだが、それらの経費を大学からの研究費等でかなりまかなう事ができたため、次年度使用額が増加した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究が、順調に進展しているので、Fbpの病原性に関する研究を培養細胞を用いて行う予定にしている。培養細胞を用いた場合、そのメインテナンスに相当な費用が見込まれる。今年度は、次年度使用額を培養細胞に関する研究に充てる予定にしている。
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[Journal Article] Determination of the Clostridium perfringens-binding site on fibronectin2015
Author(s)
Katayama, S., Tagomori, M., Morita, N., Yamasaki, T., Nariya, H., Okada, M., Watanabe, M., and Hitsumoto, Y.
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Journal Title
Anaerobe
Volume: 34
Pages: 174-181
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase as a putative fibronectin-receptor on Clostridium perfringens2015
Author(s)
Hitsumoto, Y., Nagai, H., Takahashi, Y., Kato, S., Yamasaki, T., and Katayama, S.
Organizer
9th International Conference on the Molecular biology and Pathogenesis of the Clostridia
Place of Presentation
Freiburg, Germany
Year and Date
2015-09-09 – 2015-09-11
Int'l Joint Research
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[Presentation] Identification of two cell wall-associated fibronectin-binding pproteins of Clostridium perfringens2015
Author(s)
Yamasaki, A., Kato, S., Aitani, K., Yamasaki, T., Hatano, N., Nariya, H., Hitsumoto, Y., and Katayama, S.
Organizer
9th International Conference on the Molecular biology and Pathogenesis of the Clostridia
Place of Presentation
Freiburg, Germany
Year and Date
2015-09-09 – 2015-09-11
Int'l Joint Research
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