2017 Fiscal Year Research-status Report
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17K11627
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
森崎 弘史 昭和大学, 歯学部, 講師 (30317581)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
深町 はるか 昭和大学, 歯学部, 助教 (10433799)
桑田 啓貴 昭和大学, 歯学部, 教授 (60380523)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Streptococcus sanguinis / csRNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Streptococcus sanguinisを対象とし、細菌の情報伝達機構である二成分制御系のCiaRHシステムによる制御を受けることが予想される一連の低分子RNA（cia-dependent small RNA: csRNA）の解析を行った。まず、S. sanguinisの6種のcsRNA（csRNA1-1, csRNA1-2, csRNA1-3, csRNA2, csRNA7, csRNA8）が実際にCiaRHシステムの制御を受けるかについてCiaRH欠損株を作製して調べた。その結果、csRNA8を除く5種のcsRNAはCiaRH欠損株でその発現がほぼ完全に消失した。このことからcsRNA8以外のcsRNAは実際にCiaRHシステムの制御を受けることが明らかとなった。次に、データベース検索によってcsRNA1-1, csRNA1-2, csRNA1-3の標的となることが予測されたⅣ型線毛オペロンのpilTについて、その遺伝子発現とcsRNA1-1, 1-2との関係を検討した。その結果csRNA1-1, 1-2欠損株ではpilT mRNA量が有意に上昇し、ルシフェラーゼを用いたPilTのレポーターアッセイでも同様の結果であった。さらに、変異型csRNA1-1発現株を用いたレポーターアッセイとゲルシフトアッセイの結果、pilT mRNAのリボソーム結合領域（RBS）周辺の配列とcsRNA1-1が結合することが明らかとなった。これらの結果からS. sanguinisのcsRNA1-1はpilT mRNAに結合し、RBSを覆い隠すことで翻訳の抑制とmRNAの不安定化を引き起こし、pilTの発現を負に制御すると考えられた。さらに、csRNA1-1, 1-2欠損株のバイオフィルム形成能を調べたところ、野生株と比較して有意に上昇していた。このことはcsRNA1-1, 1-2がS. sanguinisのバイオフィルム形成能を負に制御していることを示唆した。
以上の研究成果について、学会発表及び論文の作成を行った。
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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
本研究課題は口腔常在菌が主な起因菌となる感染性心内膜炎を対象とし、その発症に関わる細菌の病原性調節機構を解明し、新たな感染症治療法開発の基盤となる知見を得ることを目的としている。平成29年度は感染性心内膜炎の主要な起因菌の1つであるStreptococcus sanguinisを対象とし、低分子RNA（sRNA）に注目して、その病原性の調節機構の解析を行った。具体的にはS. sanguinisのsRNAの内、環境適応との直接的な関わりが予想された二成分制御系CiaRHシステム依存性のsRNA（cia-dependent small RNA: csRNA）について、その標的分子の検索を行った。その結果、細菌の運動や、組織への付着、外来遺伝子の取り込みなど細菌の病原性発現に重要な働きをすると考えられるⅣ型線毛をコードするオペロンの構成遺伝子であるpilTがcsRNAの標的となること、また、csRNAがS. sanguinisのバイオフィルム形成能の調節に関わることなどが明らかとなった。これらの成果が得られていることから、本研究課題の研究計画の内、「S. sanguinisの環境適応・病原性発現に関与するsRNA の検索」、「S. sanguinisのsRNA の標的分子の検索」、及び、「S. sanguinisのsRNA 欠損株の作製とその性状の解析」について、一定の進捗がみられていると判断できる。また、これらの成果についてまとめた原著論文が国際誌に掲載されており、研究全体の進捗状況としては概ね順調と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Streptococcus sanguinisのcsRNAの標的となることが明らかとなったⅣ型線毛構成因子PilTについて、その欠損株を作製し、S. sanguinisのバイオフィルム形成能などの病原性に関与する性質に与える影響を検討する。さらに、S. sanguinisの6種のcsRNA（csRNA1-1, csRNA1-2, csRNA1-3, csRNA2, csRNA7, csRNA8）の標的と予想された遺伝子のうちバイオフィルム形成や宿主細胞への付着など本菌の環境適応への関与が予想される分子を中心としてcsRNAとの関係を解析することでcsRNAによるS. sanguinisの病原性調節メカニズムの一端が解明できるものと期待される。また、これまでの研究の結果からS. sanguinis でCiaRHシステムを欠損するとcsRNA1-1,1-2を欠損したときよりも大幅（50～100倍程度）にPilTの発現量が変化することが明らかとなったことから、Ⅳ型線毛という1つの病原因子でもsRNAだけではない複数の調節因子によって制御を受けることが示唆されている。また、近年の次世代シークエンス技術の進歩から、常在微生物叢を構成する細菌の病原性の制御にバクテリオファージが様々な形で関与することが明らかとなってきた。sRNAは細菌のバクテリオファージに対する防御機構などにも関わることから、今後、sRNAによる病原性制御機構についての解析を推進するためには、バクテリオファージとの関わりについても検討していくことが必要と考えられる。
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| Causes of Carryover |
当該年度の研究結果についての論文作成等について時間を要したことや、研究分担者が一時的に休職したことなどにより、当初予定していた実験の一部が行えなかったため、次年度使用額が生じた。これらの実験については次年度使用額を合わせた助成金を用いて平成30年度以降に行う予定である。
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