2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K22715
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
中田 匡宣 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (90444497)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
住友 倫子 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (50423421)
山口 雅也 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (00714536)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | レンサ球菌 / mRNA / 翻訳効率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
化膿レンサ球菌はヒトを宿主として，皮膚や上気道へ局所性の化膿疾患を惹き起こす．近年，感染者数増加が懸念されており，病態発症機序の解明と基礎データに基づくワクチン抗原の選択と開発が待ち望まれている．本菌が感染する解剖学的部位は，体内と比較して，低温の環境であり，環境温度への適応が感染伝播と感染成立に重要であると考えられる．また，感染成立後，感染部位から深部組織に感染拡大する際，菌体周囲温度の上昇を含む環境変化に対応して，選択的に遺伝子の転写と翻訳を調節する可能性がある．これまで，化膿レンサ球菌が産生する菌体表層タンパク質に関する解析において，菌体表層タンパク質の発現を調節する転写因子のmRNA 量が培養温度の変遷により変化しないにも関わらず，初期感染部位を反映する相対的低温度において翻訳量が増加するという現象が認められた．温度感受性の翻訳調節を担うmRNA 部位として，mRNA翻訳開始部位の下流に位置するステムループ構造を明らかにした．同様の位置にステムループを有する遺伝子群を化膿レンサ球菌の全遺伝子から抽出し，組換え体と抗血清を用いた発現解析を行った．その結果，環境温度の変化により翻訳効率が変化する因子群の存在が示唆された．さらに，mRNAの安定性に影響を与える因子としてRNaseの一種に着目し，変異株の作製と発現解析を行った結果，分泌タンパク質と転写因子の発現に及ぼす影響ならびに環境温度との関連が明らかになった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度から引き続き，翻訳領域の特定の位置にステムループ構造を有する候補因子群についての解析を行い，新たな因子を見出した．また，温度変化に対応する発現調節に関与する因子を見出したため，課題は概ね順調に進展していると考えられる.
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| Strategy for Future Research Activity |
新たに挙げた因子群について，mRNA翻訳領域の推定ステムループ構造に該当する染色体DNA領域にサイレント変異を導入する．同様にコントロールとして，翻訳領域の他部位に変異を導入する．野生株と変異株ならびに作製した抗血清を用いて，ステムループが温度変化に対応して翻訳効率に及ぼす影響を検討する．それぞれの因子について，野生型と変異型のmRNAを作製し，無細胞翻訳システムでの翻訳効率を検証する．さらに，野生株と変異株を用いて，環境温度の違いにより変化する翻訳効率が病原性に関連するかについて検討する. mRNAの安定性に影響を与える因子についても，変異による病原性への影響を確認する．
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| Causes of Carryover |
発現解析の結果から病原性解析に供試する菌株を選択し，次年度の解析に備えるためである．次年度では，継続する変異株の作製，抗血清の作製，および翻訳効率の解析とともに，培養細胞や実験動物を用いる病原性の解析に使用する.
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[Journal Article] Streptococcus pyogenes upregulates arginine catabolism to exert its pathogenesis on the skin surface.2021
Author(s)
Hirose Y, Yamaguchi M, Sumitomo T, Nakata M, Hanada T, Okuzaki D, Motooka D, Mori Y, Kawasaki H, Coady A, Uchiyama S, Hiraoka M, Zurich R.H, Amagai M, Nizet V, Kawabata S.
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 34
Pages: 108924
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Genetic characterization of Streptococcus pyogenes emm89 strains isolated in Japan from 2011 to 2019.2020
Author(s)
Hirose Y, Yamaguchi M, Takemoto N, Miyoshi-Akiyama T, Sumitomo T, Nakata M, Ikebe T, Hanada T, Yamaguchi T, Kawahara R, Okuno R, Otsuka H, Matsumoto Y, Terashima Y, Kazawa Y, Nakanishi N, Uchida K, Akiyama Y, Iwabuchi K. Nakagawa C, Yamamoto K, Nizet V, Kawabata S.
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Journal Title
Infect. Microbe Dis.
Volume: 2
Pages: 160-166
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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