2021 Fiscal Year Research-status Report
トキシン－アンチトキシン系を利用して薬剤耐性菌の拡大を抑える
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20K07493
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
大塚 裕一 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10548861)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | トキシン－アンチトキシン系 / 形質導入 / 形質転換 / 水平伝播 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題の目的は、トキシンーアンチトキシン（TA）系が遺伝子の水平伝播を抑える可能性を検証し、その抑制メカニズムを明らかにするものである。その成果は、薬剤耐性遺伝子の水平伝播により拡大する薬剤耐性菌の蔓延を抑える対策に繋がることが期待される。本年度は3つの研究計画のうち、2つの計画に取り組んだ。
計画①「形質導入に対するTA系の抑制作用を明らかにする」では、大腸菌K12株が持つ36種類のTA系のうち、トキシンがRNaseをコードする11種類のTA系を全て欠失した株（11TA欠失株）を作製し、形質導入に対するTAの関与を調べた。形質導入は、外界ストレスにより溶原ファージが誘発される過程（誘発）と溶原ファージ感染後にファージゲノムが細菌ゲノムに組み込まれる過程（溶原化）からなる。11TA欠失株を用いてSp5溶原ファージの誘発を調べたところ、TA系の複数もしくはどれかが誘発を抑制することがわかった。現在誘発を抑制するTA系の同定を試みている。また、Sp5溶原ファージの溶原化に対するTA系の関与も調べたところ、11種類のTA系は溶原化に影響を与えないことがわかった。
計画②「形質転換及び接合に対するTAの抑制作用を明らかにする」では、11TA欠失株を用いて複製起点及び分子量が異なる3種類のプラスミドの形質転換効率を測定した。その結果、RnlA-RnlB TA系がプラスミドの形質転換効率を約1/3に減少させることがわかった。この結果はTA系が形質転換を抑える初めての報告となる。現在抑制の分子機構の解明に取り組んでいる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本課題は３つの研究計画からなるが、これまでに計画①「形質導入に対するTA系の抑制作用を明らかにする」と計画②「形質転換及び接合に対するTA系の抑制作用を明らかにする」を実施した。計画①では、形質導入、特に溶原ファージの誘発に対するTA系の抑制作用を明らかにしたが、抑制するTA系の同定と抑制の分子機構の解明には至っていない。また、トキシンがRNaseをコードする11種類のTA系はファージの溶原化に影響を与えないこともわかった。計画②については、RnlA-RnlB TA系が形質転換を抑制する新規の結果が得られた。現在抑制の分子機構の解明に取り組んでいる。当初予定していた「接合に対するTA系の作用」については未だ実験の開始には至っていない。よって、本研究課題はやや進展が遅れていると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、今年度までに終了予定であった研究計画①と②の残りの実験を完了させる。さらに、来年度実施予定の計画③「TAを活性化するペプチド核酸が水平伝播を抑える物質として機能するかを検証する」についても実験を開始する予定である。
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| Causes of Carryover |
研究活動以外の業務や論文や著書の執筆に時間を取られたため、計画通りに実験を実施できなかった。また、コロナ禍の影響で参加予定であった海外学会に参加できなかった。以上が次年度使用額を生じさせた理由である。
次年度は実験の遂行に必要な機器、器具、試薬の購入に使用する予定である。また、国内の学会や研究会への参加費、論文発表のための費用（英文校正費と論文掲載費）として使用する。
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[Book] RNA Damage and Repair2021
Author(s)
Yuichi Otsuka, Maria Grazia Giuliano, Danai Athina Irakleidi, Jagna Chmielowska-Bak, Fabian Hia, Daniel R. Schoenberg, Priyankaa Pitcheshwar, Nan Zhang
Total Pages
178
Publisher
Springer
ISBN
978-3-030-76571-2
