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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a chasing type antimicrobial using bacteriophage

Research Project

Project/Area Number 18K15149
Research InstitutionJichi Medical University

Principal Investigator

氣駕 恒太朗  自治医科大学, 医学部, 講師 (90738246)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywordsバクテリオファージ / 抗菌治療 / 薬剤耐性菌 / ファージ療法 / CRISPR-Cas
Outline of Annual Research Achievements

薬剤耐性菌は世界規模で蔓延しつつあるため、新規抗菌治療法の開発が待たれている。本研究課題では、遺伝子改変したバクテリオファージ(ファージ)を合成し、これまでにない抗菌治療を行うことを目的とした。当初はファージとサイトカイン等による自然免疫細胞の遊走により殺菌を行うことを考えていたが、サイトカインは炎症も惹起してしまうことがわかったため、ファージとCRISPR-Casを用いることにした。そこでRNA標的型のCRISPR-Cas13をファージに搭載した抗菌剤の合成を行った。ファージへの搭載には、大腸菌に感染するM13ファージ、80ファージ、T7ファージ、黄色ブドウ球菌に感染する80αファージを用いた。M13ファージはパッケージング法により、80ファージにはphagemidを用いた手法、T7ファージにはin vitro合成法、80αファージにはSaPI(Staphylococcus aureus pathogenicity island)を用いた手法を用いた。その結果、M13ファージと80ファージ、80αファージの殻にCas13aを搭載することに成功した。その一方で、T7ファージのゲノムにもCas13aを搭載することはできたが、継代している途中でCas13aの配列が抜けていくことがわかった。合成したファージは標的の細菌を殺菌することが大腸菌、黄色ブドウ球菌それぞれで確認された。また、この合成ファージを持ちいれば、3種類の細菌を混合した細菌叢から標的とした細菌のみを選択的に除けることも確認できた。さらに、ハチノスツヅリガの幼虫を用いた大腸菌の感染実験でファージ80由来の合成ファージを投与すると、菌投与による生存率を有意に改善させたことから、合成ファージはin vivoでも標的細菌を殺菌できることがわかった。今後は治療薬開発に向けて、薬理動態などの解析を行っていく予定である。

  • Research Products

    (13 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Development of CRISPR-Cas13a-based antimicrobials capable of sequence-specific killing of target bacteria2020

    • Author(s)
      Kotaro Kiga、Xin-Ee Tan、Rodrigo Ibarra-Chavez、Shinya Watanabe、Yoshifumi Aiba、Yusuke Sato’o、Feng-Yu Li、Teppei Sasahara、Bintao Cui、Moriyuki Kawauchi、Tanit Boonsiri、Kanate Thitiananpakorn、Yusuke Taki、Aa Haeruman Azam、Masato Suzuki、Jose R Penades、Longzhu Cui
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mutational diversity in mutY deficient Helicobacter pylori and its effect on adaptation to the gastric environment2020

    • Author(s)
      Kinoshita-Daitoku Ryo、Kiga Kotaro、Sanada Takahito、Ogura Yoshitoshi、Bo Zhu、Iida Tamako、Yokomori Rui、Kuroda Eisuke、Tanaka Mototsugu、Sood Arpana、Suzuki Toshihiko、Nakai Kenta、Hayashi Tetsuya、Mimuro Hitomi
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 525 Pages: 806-811

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.02.087

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Helicobacter pylori Strain ATCC 43504, a Type Strain That Can Infect Gerbils2020

    • Author(s)
      Kinoshita-Daitoku Ryo、Ogura Yoshitoshi、Kiga Kotaro、Maruyama Fumito、Kondo Tomoyo、Nakagawa Ichiro、Hayashi Tetsuya、Mimuro Hitomi
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 9 Pages: e00105-20

    • DOI

      https://doi.org/10.1128/MRA.00105-20

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Group A Streptococcus establishes pharynx infection by degrading the deoxyribonucleic acid of neutrophil extracellular traps2020

    • Author(s)
      Tanaka Mototsugu、Kinoshita-Daitoku Ryo、Kiga Kotaro、Sanada Takahito、Zhu Bo、Okano Tokuju、Aikawa Chihiro、Iida Tamako、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya、Okubo Koshu、Kurosawa Miho、Hirahashi Junichi、Suzuki Toshihiko、Nakagawa Ichiro、Nangaku Masaomi、Mimuro Hitomi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 3251

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-020-60306-w

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Helicobacter small RNA regulates host adaptation and carcinogenesis.2020

    • Author(s)
      Kinoshita-Daitoku R、Kiga K、Otsubo R、Ogura Y、Sanada T、Bo Z、Phuoc TV、Okano T、Iida T、Yokomori R、Kuroda E、Hirukawa S、Tanaka M、Sood A、Subsomwong P、Ashida H、Binh TT、Nguyen LT、Van KV、Dung Ho DQ ... [Show all 25] ... Mimuro H
    • Journal Title

      BioRxiv

      Volume: - Pages: -

    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Composition and Diversity of CRISPR-Cas13a Systems in the Genus Leptotrichia2019

    • Author(s)
      Watanabe Shinya、Cui Bintao、Kiga Kotaro、Aiba Yoshifumi、Tan Xin-Ee、Sato’o Yusuke、Kawauchi Moriyuki、Boonsiri Tanit、Thitiananpakorn Kanate、Taki Yusuke、Li Fen-Yu、Azam Aa Haeruman、Nakada Yumi、Sasahara Teppei、Cui Longzhu
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 10 Pages: 2838

    • DOI

      https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02838

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of the Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Strain JMUB3031, Isolated from a Patient with Fatal Community-Acquired Pneumonia2019

    • Author(s)
      Cui Bintao、Watanabe Shinya、Sato’o Yusuke、Nihashi Fumiya、Aiba Yoshifumi、Kiga Kotaro、Sasahara Teppei、Tan Xin-Ee、Kawauchi Moriyuki、Boonsiri Tanit、Thitiananpakorn Kanate、Taki Yusuke、Li Feng-Yu、Imokawa Shiro、Cui Longzhu
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 8 Pages: e01652-18

    • DOI

      https://doi.org/10.1128/MRA.01652-18

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 遺伝子標的型ファージ製剤の開発2020

    • Author(s)
      氣駕 恒太朗, 崔 龍洙
    • Organizer
      第93回 日本細菌学会総会
  • [Presentation] 薬剤耐性菌を選択的に殺菌するファージ製剤の開発2019

    • Author(s)
      氣駕 恒太朗
    • Organizer
      第102回 日本細菌学会関東支部総会
    • Invited
  • [Presentation] ファージを利用した遺伝子標的型殺菌剤の開発2019

    • Author(s)
      氣駕 恒太朗
    • Organizer
      日本細菌学会関東支部インターラボセミナー
    • Invited
  • [Presentation] Developing bacteriophage-based antimicrobials for killing antimicrobial-resistant bacteria.2019

    • Author(s)
      Kotaro Kiga, XinEe Tan, Rodrigo Ibarra-Chavez, Jose R Penades, Longzhu Cui
    • Organizer
      Oxford phage 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 狙った細菌を選択的に殺菌する殺菌技術の開発2019

    • Author(s)
      氣駕 恒太朗, 李 峰宇, XinEe Tan, 佐藤 祐介, 渡邊 真弥, 相羽 由詞, Rodrigo Ibarra-Chavez, Jose R Penades, 鈴木 仁人, 崔 龍洙
    • Organizer
      第92回 日本細菌学会総会
  • [Remarks] 自治医科大学医学部 感染・免疫学講座 細菌学部門 ホームページ

    • URL

      http://www.jichi.ac.jp/bacteriology/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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