2022 Fiscal Year Final Research Report

Development of a new strategy aiming for the prevention of animal infections using antimicrobial proteins and peptides

Research Project

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Project/Area Number	19H03101
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 42010:Animal production science-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	Yoneyama Hiroshi 東北大学, 農学研究科, 教授 (10220774)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	野地智法東北大学, 農学研究科, 教授 (10708001) 伊藤幸博東北大学, 農学研究科, 准教授 (70280576) 榎本賢東北大学, 農学研究科, 准教授 (90546342)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	黄色ブドウ球菌 / 乳房炎 / 抗菌タンパク質 / 抗生物質 / 薬剤耐性 / ファージディスプレー法 / CCL28 / lysostaphin
Outline of Final Research Achievements	Staphylococcus aureus is the most important etiologic agent of bovine mastitis. To develop a novel strategy to control mastitis, we focused on an antimicrobial protein, lysostaphin, and a bovine chemokine, CCL28, and constructed their expression systems in Oryza sativa and Escherichia coli, respectively. Consequently, we obtained the following results: 1) a callus of the recombinant rice possessing the recombinant lysostaphin gene appeared to express lysostaphin as assessed by the western blot analysis, 2) its cell-extracted fraction showed an antibacterial activity against Staphylococcus aureus 209P, 3) an expression plasmid of the C-terminal region of CCL28 (51 amino acid residues) was successfully constructed, and 4) the recombinant CCL28 C-terminal protein was obtained in a soluble form. In addition, we employed the phage display technology to screen hepta- and dodeca-peptides that have an ability to bind selectively to S. aureus strains isolated from cows afflicted with mastitis.
Free Research Field	動物微生物学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	畜産生産現場で多量に使用されている抗生物質は、病原細菌に対する選択圧として作用するため、薬剤耐性菌の出現リスクが高まることから公衆衛生上の問題となっている。本研究課題において、主要なウシ乳房炎起因菌である黄色ブドウ球菌に対する新規防除戦略の構築を目指し、新たなミサイル療法開発のツール探索と、植物および微生物を宿主とする安価な抗菌タンパク質の生産システム構築に向けた基盤研究を行った。本課題で得られた成果は、抗生物質に頼らない家畜生産システムの構築、さらに、現在公衆衛生上の大きな問題となっている薬剤耐性菌問題に対処するための一助となる基礎データを提供するものと考えられる。