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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Conprehensive functional analyses of cell-wall proteins of Streptococcus suis

Research Project

Project/Area Number 19H03126
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

関崎 勉  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70355163)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中川 一路  京都大学, 医学研究科, 教授 (70294113)
野澤 孝志  京都大学, 医学研究科, 助教 (10598858)
遠矢 真理  順天堂大学, 医学部, 助教 (20804694)
黒木 香澄 (石田香澄)  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特別研究員 (80760272)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords豚レンサ球菌 / 病原性 / 細胞壁タンパク質 / 遺伝子破壊株 / 網羅的機能解析
Outline of Annual Research Achievements

グラム陽性菌の細胞壁タンパク質は宿主組織への接着性など病原性に関連すると考えらえる。人獣共通感染症の原因となる豚レンサ球菌も20種類以上を保有しているが,その全ての病原学的役割や複数のタンパク質の関連も評価できていない。また,豚レンサ球菌では細菌表層が厚い莢膜で覆われ,それが細胞壁タンパク質の機能解析の妨げになっている。しかし莢膜を失うと,血小板や上皮細胞への接着性が顕著に亢進する。そこで,豚レンサ球菌のうち遺伝的背景が異なる2つのclonal complexであるST1とST28に属する株の無莢膜変異株を用いて,それぞれ保有する細胞壁タンパク質の遺伝子の全てについて,それらを一ずつ欠失した遺伝子欠損(KO)変異株の作製を終了した。それらを用いた,バイオフィルム形成能,血小板接着性,細胞間マトリックス結合性,細胞接着性,侵入性検査を行ったところ,複数の変異株について,バイオフィルム形成能が低下した変異株,また,細胞間マトリックスへの結合性が低下した変異株が見られた。一方,血小板接着性や細胞接着・侵入性が低下した変異株は見いだせなかった。そこで,それらに対応する複数の遺伝子を破壊したダブルKO変異株,トリプルKO変異株を作製し,同様に,上記の性状が変化するか検定したが,特段の変化はなかった。一方,全ての変異株について,オートファジー誘導能の解析を進めているが,親株に比べて特段の変化を見せた株は見られなかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実施計画の遺伝子破壊変異株作製について,既にST28に属する無莢膜株を基にして保有する22個の細胞壁タンパク質遺伝子のうち,生存に必須な遺伝子1個を除く21個のKO変異株作製と,さらに,ST1に属する無莢膜株を基にして,生存に必須な遺伝子1個を除いた23遺伝子全てのKO変異株作製を完了した。この成果を踏まえて,令和2年度に予定していた計画の一部を前倒しして実施し,KO変異株のバイオフィルム形成能,血小板や細胞間マトリックスへの接着性,培養細胞に対する接着・侵入性を検査した。また,それら変異株のオートファジー誘導性についても,前倒しして実施していることから。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度は,引き続きKO変異株を用いた性状検査を継続する予定であり,バイオフィルム形成能,血小板接着性,細胞間マトリックス結合能,細胞接着性・侵入性検査を行う。特に,バイオフィルム形成能の低下を見た遺伝子について,ダブルKO株,トリプルKO株を作製して,改めてオートファジー誘導性解析を実施する。また,多くの豚レンサ球菌株およびその近縁種のゲノム情報を収集し,保有する細胞壁タンパク質遺伝子の有無や互いの相同性を比較して,細胞壁タンパク質遺伝子の水平伝播を考察し,近縁種から豚レンサ球菌へ進化した前または後に獲得したと思われる遺伝子を推定し,その機能について更に詳細に解析する。令和3年度は,接着性を評価した変異株についてオートファジー誘導性検査や,動物実験系の検討を行う。令和4年度は,主にオートファジー誘導性検査と動物実験による敗血症および心内膜炎発症への細胞壁タンパク質の関与の解析を行い,これらの成績を総合することで研究目的をより高いレベルで達成することを目指す。

  • Research Products

    (13 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Nong Lam University(ベトナム)

    • Country Name
      VIET NAM
    • Counterpart Institution
      Nong Lam University
  • [Int'l Joint Research] Kasetsart University(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      Kasetsart University
  • [Journal Article] 16S rRNA Gene Amplicon Sequence Data from Chicken Cecal Feces from Vietnam and Thailand.2019

    • Author(s)
      Takeshita N, Kim H, Witoonsatian K, Tohya M, Vo TH, Boonyong N, Nguyen TPB, Nakagawa I, Meekhanon N, Nguyen NH, Sekizaki T
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcement

      Volume: 8 Pages: e00781-19

    • DOI

      doi:10.1128/MRA.00781-19

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Characterization of pig saliva as the major natural habitat of Streptococcus suis by analyzing oral, fecal, vaginal, and environmental microbiota.2019

    • Author(s)
      Murase K, Watanabe T, Arai S, Kim H, Tohya M, Ishida-Kuroki K, Vo TH, Nguyen TPB, Nakagawa I, Osawa R, Nguyen NH, Sekizaki T
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 14 Pages: e0215983

    • DOI

      doi:10.1371/journal.pone.0215983

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Functional dysbiosis within dental plaque microbiota in cleft lip and palate patients.2019

    • Author(s)
      Funahashi K, Shiba T, Watanabe T, Muramoto K, Takeuchi Y, Ogawa T, Izumi Y, Sekizaki T, Nakagawa I, Moriyama K
    • Journal Title

      Progress in Orthodontics

      Volume: 20 Pages: 11

    • DOI

      doi: 10.1186/s40510-019-0265-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High rate misidentification of biochemically determined Streptococcus isolates from swine clinical specimens.2019

    • Author(s)
      Meekhanon N, Kaewmongkol S, Jirawattanapong P, Kaminsonsakul T, Kongsoi S, Chumsing S, Okura M, Ueno Y, Sekizaki T, Takamatsu D
    • Journal Title

      Journal of Veterinary Medical Sciences

      Volume: 81 Pages: 567-572

    • DOI

      doi: 10.1292/jvms.18-0678

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ブタの感染性心内膜炎から分離した Streptococcus suis の性状2020

    • Author(s)
      関崎 勉
    • Organizer
      第93回日本細菌学会総会
  • [Presentation] 新たな汚染指標細菌候補であるStreptococcus suisの豚肉フードチェーン内汚染状況調査2020

    • Author(s)
      黒木香澄,仁田義弘,門屋亨介,関崎 勉
    • Organizer
      第93回日本細菌学会総会
  • [Presentation] Genome comparison of the capsule-negative Streptococcus suis isolates from endocarditis.2019

    • Author(s)
      Dozaki S, Suzuki E, Tohya M, Watanabe T, Kuroki K, Sekizaki T
    • Organizer
      The 4th International Workshop on Streptococcus suis, Montréal, Canada
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 豚心内膜炎病変部由来Streptococcus suisの比較ゲノム解析による無莢膜菌出現理由の推測2019

    • Author(s)
      堂崎真一,遠矢真理,渡辺孝康,鈴木詠律子,黒木香澄,関崎 勉
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
  • [Presentation] 豚肉フードチェーン内の網羅的な細菌汚染状況調査とStreptococcus suisの汚染指標細菌としての有用性の検証2019

    • Author(s)
      黒木香澄,仁田義弘,門屋亨介,関崎 勉
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
  • [Presentation] 比較ゲノム解析から推測する豚心内膜炎病変部由来Streptococcus suisでの無莢膜菌の出現理由2019

    • Author(s)
      堂崎真一,遠矢真理,渡辺孝康,鈴木詠律子,黒木香澄,関崎 勉
    • Organizer
      第51回Lancefieldレンサ球菌研究会
  • [Presentation] 豚肉フードチェーン内の細菌叢解析による新たな汚染指標細菌Streptococcus suisの有用性の検証2019

    • Author(s)
      黒木香澄,仁田義弘,門屋亮介,関崎 勉
    • Organizer
      第51回Lancefieldレンサ球菌研究会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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