Analysis of emerging process of enterohemorrhagic escherichia coli

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03486
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49050:Bacteriology-related
• Research Institution: Kurume University
• Principal Investigator: Yoshitoshi Ogura 久留米大学, 医学部, 教授 (40363585)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 郁雄 宮崎大学, 農学部, 准教授 (20576293) ; 梶谷 嶺 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (40756706)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 腸管出血性大腸菌 / 志賀毒素 / ３型分泌装置 / 進化 / 原生生物 / ゲノム

Outline of Final Research Achievements

Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) harbors various virulence factors such as Shiga toxin (Stx) and type 3 secretion system (T3SS). Cattle are the main carrier of the pathogen, and it is believed that the virulence factor accumulates and emerges under selective pressure in the bovine intestine. We hypothesize the selective pressure to be a bacteria-predatory protist. In this study, we isolated E. coli from cattle over time and analyzed the presence or absence of virulence factors, and obtained results suggesting that Stx helps colonize E. coli in cattle. We also clarified that E. coli and protozoa coexist in each gut of cattle. Furthermore, we comprehensively identified the gene clusters that Escherichia coli accumulated in the bovine intestine. This result is expected to lead to the elucidation of the emerging process of EHEC.

Free Research Field

細菌学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

EHEC感染症では、牛肉やウシ糞便で汚染された野菜などが主な感染源となるが、牛生レバーの提供禁止や食肉加工工程における汚染防止対策の徹底にも拘わらず、毎年3,000人程度の感染者が発生している。EHECの予防には、ウシからEHECを排除することが最も効果的であるが、EHECがウシにほぼ無害であること、ウシのEHEC陽性率が極めて高いことなどから、抗菌薬などによる除菌は現実的ではない。本研究では、ウシ腸内でEHECが出現する機構の解明につながる成果を得た。今後さらに研究を続ける必要はあるが、将来的にはウシ腸内でEHECの出現を抑える手法を開発し、安全な食肉を提供することが可能になると期待される。