Elucidation of a novel mode of intestinal phage propagation via membrane vesicles

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15441
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Morinaga Kana 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 学振特別研究員 (60869692)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ファージ / 腸内細菌 / メンブレンベシクル

Outline of Final Research Achievements

Environmental genomics is beginning to reveal that intestinal phages interact with the intestinal microbiota in diverse ways. However, much remains to be elucidated about how phages interact with host bacteria in the intestinal environment. Recent studies have shown that phages may be internalized and propagated within membrane vesicles (MVs) produced by intestinal bacteria. In this study, we will elucidate whether phage encapsulated in MVs actually exist in the intestinal environment and what kind of host bacteria they interact with. Furthermore, by elucidating the effect of MVs on the infectivity of intestinal phage, we aim to elucidate the full extent of the novel interaction mode between phage and host bacteria.

Free Research Field

応用微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、ファージと腸内細菌の相互作用を、宿主細菌が生産するMVという新たなファクターの関与を交えて独自の立ち位置で進める。本研究を証明することができれば、新しい腸内ファージの宿主細菌との相互作用様式を提唱することとなる。
また、近年、脂質人工膜であるリポソームを、ドラッグデリバリーシステムに利用する応用研究が活発に行われている。本研究において、リポソームの類似物質であるMVを、ファージの輸送ツールとして腸内環境制御へ応用し、ファージを、標的となる細菌に特異的に伝達することが可能となれば、疾患の治療や予防、さらには腸内フローラのバイオコントロールに資する研究基盤の構築に繋がることが期待される。