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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Functional metabolites production in butyrate producing Faecalibacterium prausnitzii

Research Project

Project/Area Number 21J11100
Research InstitutionTokyo University of Agriculture

Principal Investigator

丹野 広貴  東京農業大学, 生物産業学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2023-03-31
Keywords腸内細菌 / 酪酸産生菌 / 16S rRNA遺伝子 / 定量的PCR / 特異的プライマー / 遺伝子マーカ―
Outline of Annual Research Achievements

本申請内容では、Faecalibacterium prausnitzii が種レベルで複数の系統群に分けられることに着目し、本菌が産生する抗炎症性タンパク質である Microbial Anti-Inflammatory Molecule (MAM) について、系統群ごとの抗炎症活性を観察していく予定であった。しかし、昨年度末に同様の研究結果が Auger らによって報告されたため [1]、昨年度に得られた結果を踏まえ、本菌群の分類のために 16S rRNA 遺伝子に代わる新規の遺伝子マーカーの検討を当該チームと共同で行った。
まず乳酸菌やビフィズス菌の定量で用いられる 6 種類のハウスキーピング遺伝子を対象とし、86 菌株のゲノム中におけるコピー数の確認、相同性解析を行った。その結果、最終的に recA が本菌及びその類縁菌の分類と同定に適した遺伝子マーカーであると考えられた。一方で、recA は特定の系統群では群内における保存性が十分ではなく、定量のために必要となるそれぞれの系統群特異的プライマーの設計は難しいように思われた。そこで再度上述のハウスキーピング遺伝子の保存性について検討したところ、rpoA は recA と比較して系統群間の保存性が高く、特異的プライマーの設計に適した遺伝子であると考えられた。よって、rpoA 遺伝子を標的とした各系統群特異的なプライマーを設計し、各系統群に対する特異性の評価を合成 DNA や糞便抽出 DNA を用い行ったところ、各々の系統群特異的プライマーがいずれの系統群に対しても高い特異性を示す結果が得られた。以上の結果より、本菌及びその類縁菌の分類・同定には recA、定量には rpoA が適していることが明らかになり、本研究により Faecalibacterium 属細菌における新規の分類マーカーの確立及び定量法の開発が遂行された。
[1] S. Auger et al. al., Intraspecific Diversity of Microbial Anti Inflammatory Molecule (MAM) from Faecalibacterium prausnitzii. Int J Mol Sci 23, (2022)

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (5 results)

  • [Int'l Joint Research] INRAE(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      INRAE
  • [Int'l Joint Research] University of Turku(フィンランド)

    • Country Name
      FINLAND
    • Counterpart Institution
      University of Turku
  • [Int'l Joint Research] IPLA-CSIC(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      IPLA-CSIC
  • [Journal Article] New gene markers for classification and quantification of Faecalibacterium spp. in the human gut2023

    • Author(s)
      Tanno Hiroki、Chatel Jean-Marc、Martin Rebeca、Mariat Denis、Sakamoto Mitsuo、Yamazaki Masao、Salminen Seppo、Gueimonde Miguel、Endo Akihito
    • Journal Title

      FEMS Microbiology Ecology

      Volume: 99 Pages: Vol.72, Issue4

    • DOI

      10.1093/femsec/fiad035

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genome-based, phenotypic and chemotaxonomic classification of Faecalibacterium strains: proposal of three novel species Faecalibacterium duncaniae sp. nov., Faecalibacterium hattorii sp. nov. and Faecalibacterium gallinarum sp. nov.2022

    • Author(s)
      Sakamoto Mitsuo、Sakurai Naomi、Tanno Hiroki、Iino Takao、Ohkuma Moriya、Endo Akihito
    • Journal Title

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      Volume: 72 Pages: Issue5, fiad035

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.005379

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒト腸内酪酸産生菌 Faecalibacterium prausnitzii 類縁菌における 16S rRNA 遺伝子の多様性と新規分類マーカーの提案2022

    • Author(s)
      丹野 広貴, 山崎雅夫, 遠藤 明仁
    • Organizer
      日本乳酸菌学会2022年度大会
  • [Presentation] ヒト酪酸産生菌の分類、多様性、及びオリゴ糖代謝2022

    • Author(s)
      丹野 広貴
    • Organizer
      令和4年度日本農芸化学会北海道支部学術講演会学生奨励賞受賞講演
    • Invited
  • [Remarks] Jean-Marc Chatel - Google Scholar

    • URL

      https://scholar.google.fr/citations?user=KlF_vhcAAAAJ&hl=fr

  • [Remarks] Rebeca Martin - ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Rebeca-Martin-9

  • [Remarks] Denis Mariat - ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Denis-Mariat-43902016

  • [Remarks] Seppo Salminen | University of Turku

    • URL

      https://www.utu.fi/en/people/seppo-salminen

  • [Remarks] Miguel Gueimonde - Google Scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=HfbJ1dMAAAAJ&hl=ja&oi=ao

URL: 

Published: 2023-12-25  

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