Elucidation of the whole structure of type V pilus of a periodontal pathogen by using cryo-EM

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K10083
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57020:Oral pathobiological science-related
• Research Institution: Tottori University (2021-2022); Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (2019-2020)
• Principal Investigator: SHIBATA Satoshi 鳥取大学, 医学部, 講師 (30725057)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 庄子 幹郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10336175) ; 松波 秀行 沖縄科学技術大学院大学, 生体分子電子顕微鏡解析ユニット, スタッフサイエンティスト (80444511) ; Wolf Matthias 沖縄科学技術大学院大学, 生体分子電子顕微鏡解析ユニット, 教授 (90630947)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: V 型線毛 / 歯周病 / Bacteroidota 門 / クライオ電子顕微鏡 / 細菌叢 / バイオフィルム

Outline of Final Research Achievements

Adhesive pili are essential for colonization, biofilm formation, virulence, and pathogenesis of many environmental and pathogenic bacteria. Type V pili are unique to bacteria belonging to the phylum Bacteroidota (formerly Bacteroidetes), a major member of the human microbiota. We have determined the structures of the polymerized and monomeric states of type V pili from a periodontal pathogen Porphyromonas gingivalis by cryo-EM and crystallography. We propose a sequential polar assembly mechanism for type V pili at the cell surface, involving protease-mediated strand-exchange.

Free Research Field

細菌学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

V 型線毛は歯周病及びそれを発端とした全身疾患を引き起こす P. gingivalis の感染に重要な役割を果たす。明らかになったV 型線毛の構造と構築機構は創薬研究の鋳型として活用ができる。これにより歯周病および関連疾患の予防・治療に用いる事ができる線毛重合や付着阻害薬の開発が期待される。また、V 型線毛は新規に分類された線毛であり、細菌線毛の多様性を理解するという細菌学の発展にも貢献できる。