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2019 Fiscal Year Research-status Report

歯周病細菌の線毛構成タンパク質の輸送機構の解明とその阻害薬の探索

Research Project

Project/Area Number 19K10072
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

庄子 幹郎  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10336175)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今田 勝巳  大阪大学, 理学研究科, 教授 (40346143)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords歯周病菌
Outline of Annual Research Achievements

細菌の線毛は、「宿主への定着」という感染初期の必須の過程に関わる重要な装置である。我々は、歯周病原細菌ポルフィロモナス・ジンジバリス(以下、ジンジバリス菌)の線毛が従来研究されてきた細菌の線毛とは全く異なる構造であるとともに新規な形成機構を有していることを明らかにした。また、この新規な構造および線毛形成機構をもつ線毛(5型線毛と命名)は腸内バクテロイデス細菌などを含むバクテロイディア綱細菌に普遍的に存在することもわかった。5型線毛の形成機構の特徴の1つは線毛構成タンパク質がリポタンパク質輸送機構で菌体表面に輸送されることであるが、この輸送機構は大腸菌などで解明されたリポタンパク質輸送機構とは、関与するタンパク質が全く異なる可能性が出てきた。本研究はこの輸送機構の詳細を解明することにあり、本研究成果は歯周病原細菌を始めとするバクテロイディア綱細菌の宿主定着をコントロールする方法の開発という応用研究に発展する可能性がある。
ジンジバリス菌は慢性歯周炎の最重要原因菌として知られている。ジンジバリス菌が歯周ポケット深部に付着、定着、増殖することで、病態が悪化していくものと考えられている。したがって、ジンジバリス菌の付着因子である線毛について、その形成機構を詳細に明らかにすることは新たな治療法となる開発につながる可能性がある。
これまで、ジンジバリス菌の線毛タンパク質がリポタンパク質として分泌されていることを明らかにしている。しかしながら、線毛タンパク質が内膜、ぺリプラスム、外膜をどのように通過していくのかについては不明な点が多い。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

歯周病細菌の線毛がリポタンパク質であることから、大腸菌のリポタンパク質輸送分子のホモログである2種類の遺伝子について、二重変異株を作製し、その後、線毛遺伝子をプラスミド性に導入したが、線毛は形成されていた。つまり、それら2種類はリポタンパク質分子の輸送には関与していないことがわかった。
また、脂肪酸を分泌する分子として、TamA、TamB分子が知られている。それらの遺伝子を変異しても線毛が形成されていた。したがって、それらもリポタンパク質分子の輸送には関与していないことがわかった。

Strategy for Future Research Activity

リポタンパク質分子の輸送分子は必須タンパク質である可能性がある。そこで、北里大から小分子ライブラリーを分与して頂き、菌体の増殖を抑制する分子をスクリーニングしている。それらの中に、リポタンパク質輸送を阻害するようなものが見いだされるのではないかと考えています。
別の方法として、架橋剤を用いて線毛タンパク質に結合する分子を同定することも検討する予定です。

Causes of Carryover

あらかじめ論文校正に予定していた金額を残していましたものの論文が間に合わず、次年度使用額として生じることになりました。

  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Structure of polymerized type V pilin reveals assembly mechanism involving protease-mediated strand exchange2020

    • Author(s)
      Satoshi Shibata, Mikio Shoji, Kodai Okada, Hideyuki Matsunami, Melissa Matthews, Katsumi Imada, Koji Nakayama and Matthias Wolf
    • Journal Title

      Nature Microbiology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41564-020-0705-1

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Porphyromonas gingivalisにおけるコンディショナル遺伝子発現系の構築2020

    • Author(s)
      庄子幹郎, 末吉峻幸, 内藤真理子
    • Organizer
      第93回日本細菌学会総会
  • [Presentation] Cryo-EM Structure of polymerized Type V pilus of P. gingivalis reveals assembly mechanism2020

    • Author(s)
      柴田敏史, 庄子幹郎, 松波秀行, Melissa Matthews, 今田勝巳, 中山浩次, Matthias Wolf
    • Organizer
      第93回日本細菌学会
  • [Presentation] 9型分泌機構の基質タンパク質であるPorAは二成分制御系PorXYとECFシグマ因子SigPの上流で正の制御因子として機能する2019

    • Author(s)
      庄子幹郎, 雪竹英治, 佐藤啓子, 内藤真理子, 中山浩次
    • Organizer
      第72回日本細菌学会九州支部総会・第56回日本ウイルス学会九州支部総会
  • [Presentation] 9型分泌機構(T9SS)のカーゴタンパク質PorAは、二成分制御系PorXYおよびECFシグマ因子SigPの上流でT9SS発現の調節因子として作用する2019

    • Author(s)
      中山浩次, 雪竹英治, 庄子幹郎, 佐藤啓子, 内藤真理子
    • Organizer
      第61回歯科基礎医学会学術大会
  • [Presentation] PGN_0297(porG)はPorphyromonas gingivalisのIX型分泌機構の必須構成遺伝子である2019

    • Author(s)
      内藤真理子, 庄子幹郎, 中山浩次
    • Organizer
      第61回歯科基礎医学会学術大会
  • [Remarks] クライオ電子顕微鏡解析とX線結晶構造解析を用いた5型線毛の構造と形成機構の解明

    • URL

      http://www.nagasaki-u.ac.jp/ja/about/info/science/science198.html

  • [Remarks] 人類の悩みのタネ、歯周病 病原細菌の付着装置を詳しく知る

    • URL

      https://www.oist.jp/ja/news-center/press-releases/34935

  • [Remarks] 人類の悩みのタネ、歯周病をもたらす 歯周病菌5型線毛の構造と線毛形成のしくみを解明

    • URL

      https://www.sci.osaka-u.ac.jp/ja/topics/8425/

  • [Remarks] 人類の悩みのタネ、歯周病をもたらす 歯周病菌5 型線毛の構造と線毛形成のしくみを解明

    • URL

      http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2020/200414/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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