2021 Fiscal Year Research-status Report
Functional analyses of clade-specific virulence genes specified from comparative genome analysis of uncommon genes
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20K21364
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
関崎 勉 京都大学, 医学研究科, 研究員 (70355163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠矢 真理 順天堂大学, 医学部, 助教 (20804694)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 豚レンサ球菌 / ゲノム解析 / 非共通領域 / clade特異的病原遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
豚レンサ球菌(Streptococcus suis)は，29以上の血清型に型別され，Multi-locus sequence typing (MLST)による遺伝子型別では，強毒と思われる血清型2型に，Clonal Complex (CC)1と呼ばれる最も強毒なグループと，それに続くCC20, CC25, CC28, CC104などのcladeがある。さらに全ての健康豚のだ液に常在し，無毒と思われる株も存在するなど多様性を示すが，これらの毒力を規定する本質的な違いや真の病原遺伝子は不明である。そこで本研究では，多様性を示すS. suisをモデルとして，これまで不可能だったゲノム上の非共通遺伝子の比較から真の病原遺伝子を特定することを目的とした。ゲノム配列情報を増強するため，新たに，毒力が弱いと思われる健康豚から分離したS. suis 2株のゲノム配列をMiSeqおよびMinIONを使ってcomplete genome sequenceを決定した。また，S. suisの近縁菌種であるS. parasuisおよびS. ruminantiumについても，それぞれ4株および3株について同様にcomplete genome sequenceを決定した。それらと既にデータベースに登録されたS. suis 62株とS. ruminantium 2株のcomplete genome sequenceを加えて比較ゲノム比較を行ったところ，S. suisおよびS. ruminantiumの２菌種だけにはEntner-Doudoroff経路に関連する遺伝子群とヒアルロン酸・ヘパリン分解酵素遺伝子群(GAG lyase遺伝子群)がtandemに存在しており，反対にS. parasuisにだけ存在するアミノ酸合成系遺伝子が見つかるなどその違いが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
コロナ禍での非常事態宣言等が影響して，通常通り実験が実施できなかったこと，および，研究分担者が産休・育休を取得する必要があったため， complete genome sequence決定作業に予想以上の時間を要した。また，ゲノムデータベースに登録されていたS. suisとされる配列の中に，菌種同定が未確定な多くの菌株が紛れ込んでいたことが発覚し，それらを除いて解析をやり直すなどしたために多くの時間が費やされた。そのため，令和3年度で終了予定だった計画を延長し，令和4年度に最終目標を達成することに計画を変更した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度は，当初計画していた3菌種間でのゲノム比較，すなわち，特にブタに病原性を示すS. suisおよびウシやヒツジに病原性を示すS. ruminantiumに共通に存在する遺伝子，逆に，これら2菌種にはなく，環境中から容易に検出されるS. parasuisにのみ存在する遺伝子がこれまでに見つけたもの以外にもないか詳細に比較検討する。それらの比較解析から，当初目的としていた特に毒力が高いと言われているST1およびST28に特異的に存在する非共通遺伝子を抽出し，それらの機能解析を進める。これまでの進捗が遅れていることから，これらの機能解析では動物実験は行わず，既に毒力判定のマーカーとして利用されることがある培養細胞や細胞間マトリックスへの接着性，バイオフィルム形成能，オートファジー誘導能などを，対象遺伝子をノックアウトした変異株と比較する。これらの成績を総合することで研究目的をより高いレベルで達成することを目指す。
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| Causes of Carryover |
研究分担者が産休・育休を取得したため，当初予定していた計画が実行できなかったため，計画を1年延長したから。
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