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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Host-microbe symbiosis mediated through symbiogenic factors

Research Project

Project/Area Number 17K19231
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

片山 高嶺  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (70346104)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松尾 道憲  京都女子大学, 家政学部, 准教授 (00335308)
加藤 紀彦  京都大学, 生命科学研究科, 助教 (40724612)
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2019-03-31
Keywords母乳オリゴ糖 / ビフィズス菌 / ラクト-N-テトラオース
Outline of Annual Research Achievements

母乳栄養児の腸管には、ビフィズス菌優勢な細菌叢(ビフィズスフローラ)が形成される。申請者は、このビフィズスフローラ形成には人乳に含まれるオリゴ糖成分が関与していることを明らかとしてきた。乳児に生息するビフィズス菌には、母乳オリゴ糖を資化する経路が特異的に存在しているのである。母乳オリゴ糖は、100種類以上の分子種からなるが、このうち最も多く含まれるコアオリゴ糖がラクト-N-テトラオースである。本オリゴ糖は人乳に特異的であり、他の霊長類の乳には全く存在しないか、存在しても微量であることが知られている。興味深いことに、これまでに単離されたビフィズス菌のすべての種および株は、ラクト-N-テトラオースを資化することが可能であるが、他の母乳オリゴ糖は種や株によっては利用することが出来ない場合がほとんどである。すなわち、ラクト-N-テトラオースは最もビフィズス菌増殖促進因子としての効果が高いことが予想される。
平成30年度においては、ラクト-N-テトラオースの精密酵素合成法を開発することを目指した。その結果、ガラクト-N-ビオース/ラクト-N-ビオースIホスホリラーゼの活性中心付近に欠失・挿入・置換変異を導入することで、ガラクトース1-リン酸とラクト-N-トリオースIIからラクト-N-テトラオースを合成することが可能となった。なお、本合成反応において遊離するリン酸を他の反応で消費させることにより反応平衡を偏らせることが可能であり、添加したラクト-N-トリオースIIの100%をラクト-N-テトラオースに変換させることに成功した。
近年、欧米において調製乳への母乳オリゴ糖添加が始まっており、本成果は、より人乳に近い調整乳を開発する上で重要な基盤となると考えられる。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Technical University of Denmark(デンマーク)

    • Country Name
      DENMARK
    • Counterpart Institution
      Technical University of Denmark
  • [Journal Article] Minority species influences microbiota formation: The role of Bifidobacterium with extracellular glycosidases in bifidus flora formation in breast-fed infant guts2019

    • Author(s)
      Gotoh A, Ojima MN, and Katayama T.
    • Journal Title

      Microbial Biotechnology

      Volume: 12 Pages: 259-264

    • DOI

      10.1111/1751-7915.13366

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sharing of human milk oligosaccharides degradants within bifidobacterial communities in faecal cultures supplemented with Bifidobacterium bifidum2018

    • Author(s)
      Gotoh A, Katoh T, Sakanaka M, Ling Y, Yamada C, Asakuma S, Urashima T, Tomabechi Y, Katayama-Ikegami A, Kurihara S, Yamamoto K, Harata G, He F, Hirose J, Kitaoka M, Okuda S. and Katayama T.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 13958

    • DOI

      10.1038/s41598-018-32080-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Bifidobacterium bifidumはAfcA N末端ドメインを介してムチン糖鎖と相互作用する2018

    • Author(s)
      加藤紀彦・丹沢充裕・桑場潮音・片山高嶺
    • Organizer
      第37会日本糖質学会年会
  • [Presentation] ABCトランスポーターを介したビフィズス菌の糖質取込みを包括的に制御するATP加水分解酵素2018

    • Author(s)
      阪中幹祥・前田信悟・後藤愛那・村上隆太・加藤紀彦・杉山友太・谷内寛之・栗原新・玉置尚徳・吹谷智・横田篤・片山高嶺
    • Organizer
      2018年日本乳酸菌学会
  • [Presentation] 乳児腸管におけるビフィズスフローラ形成機構とその意義2018

    • Author(s)
      片山高嶺
    • Organizer
      ビジョナリー農芸化学100
    • Invited
  • [Presentation] 母乳成分を介したビフィズス菌とヒトの共生・共進化2018

    • Author(s)
      片山高嶺
    • Organizer
      酪農科学シンポジウム2018
    • Invited
  • [Book] 腸内フローラの形成と疾患2018

    • Author(s)
      後藤愛那、加藤紀彦、阪中幹祥、片山高嶺
    • Total Pages
      85
    • Publisher
      医薬出版
    • ISBN
      9784990673963
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.bunshioutou.lif.kyoto-u.ac.jp/katayama/Home.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 改変ホスホリラーゼを利用したラクト-N-ビオースIまたはガラクト-N-ビオースのβグリコシドの酵素合成法2018

    • Inventor(s)
      片山高嶺・加藤紀彦・北岡本光
    • Industrial Property Rights Holder
      片山高嶺・加藤紀彦・北岡本光
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2018-157840

URL: 

Published: 2019-12-27  

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