2018 Fiscal Year Annual Research Report
細胞内寄生菌の宿主内増殖と共生の双方向転換機構の解明
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17H03914
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
度会 雅久 山口大学, 大学院連合獣医学研究科, 教授 (40312441)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 病原細菌 / 自然宿主 / 共生因子 / 細胞内寄生 / 細胞内寄生菌 / 宿主 / 共生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
病原細菌の多くは自然宿主内では病原性を発揮せず共生関係にあると考えられる。本研究はそのメカニズムを解析し、感受性宿主内における細胞内寄生菌の増殖と共生（休眠）の機構解明に応用することを目的としている。病原体の環境中での動態、特に自然宿主とその共生メカニズムは不明な点が多い。本研究では、細胞内寄生菌の代表として野兎病菌およびノビシダ菌を用い、自然宿主モデルとしてのカイコ内の動態を解析した。
カイコへの共生に必要な菌側因子を検索するために、トランスポゾンを用いたランダム挿入変異法により、共生しない変異株の作出を行った。カイコの中で維持されず、短期間に消失する変異株が複数得られた。これらの変異株の中にはマクロファージ内で増殖するものとしないものが認められた。共生因子は既知の増殖ステージに関与する病原因子とは別の機能因子群の可能性も考えられた。カイコは動物が持つ臓器に相当する器官を持つ。脂肪体（肝臓）、マルピーギ管（腎臓）、ヘモリンパおよびそれに含まれる細胞、免疫応答の結果形成されるノジュールに菌が含まれる。特にヘモリンパおよびそれに含まれる細胞内に野兎病菌は多く存在し、共生関係成立に重要な現象であると考えられた。一方においてノビシダ菌をカイコに感染させると共生は認められず、菌は体内で増殖しカイコは死亡する。ノビシダ菌は野兎病菌と遺伝学的類似性は高いが、病原性が低いためBSL2に分類されている。野兎病菌とノビシダ菌のマクロファージ内動態とそれに関わる病原因子は類似している場合が多いが、カイコ内動態は異なることが示された。
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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
新たな節足動物モデルとしてカイコ（Bombyx mori）の有用性に着目し、野兎病菌の自然宿主モデルの構築を行った。トランスポゾンを用いたランダム挿入変異法により、共生しない変異株の作出を行っており、複数の変異株を分離できている。今後これらの菌株の性状解析を行うことにより、宿主への共生に関与する因子（共生因子）の同定ができるものと期待される。また、ノビシダ菌(Fransicella tularensis subsp. novicida)は野兎病菌(Fransicella tularensis subsp.holarctica)の類縁菌である。両菌のマクロファージ内増殖には共通性が認められるが、カイコ内増殖は異なることが示唆されたため、比較検討することにより共生に関与する因子の同定が可能になると考えられる。概ね計画どおり進捗していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね計画どおり進捗しているため、計画どおり研究を進める。カイコへの共生に必要な菌側因子を検索するために、トランスポゾンを用いたランダム挿入変異法により、共生しない変異株の作出を引き続き行う。これまでに得られたカイコ内で共生できない菌の性状解析を行う。共生因子は既知の増殖ステージに関与する病原因子とは別の機能因子群の可能性が考えられるため、マクロファージ内増殖能の検討も同時に行う。野兎病菌およびノビシダ菌のゲノム情報はすでに公開されているため、これらを比較検討し、野兎病菌の共生因子の検索を行う。
共生因子の機能解析を分子レベルで行うために、カイコ由来の培養細胞を用いた解析を行う。野兎病菌野生株とカイコに共生できない変異株およびノビシダ菌を用いてカイコ細胞内における菌の増殖能の検討を行う。さらにカイコ細胞内におけるこれらの菌株の動態を細胞生物学的手法を用いて解析を行う。共生に関与する菌側因子の同定とそれら因子と相互作用するカイコ細胞側因子の検索を行う。
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