2022 Fiscal Year Research-status Report
二成分転写制御系CrrBによる多剤耐性化とコリスチン耐性化のメカニズムの解明
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21K07016
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| Research Institution | Daiichi University, College of Pharmaceutical Sciences |
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Principal Investigator |
小川 和加野 第一薬科大学, 薬学部, 教授 (90397878)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣村 信 第一薬科大学, 薬学部, 准教授 (30411036)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 抗菌薬多剤耐性 / コリスチン耐性 / 肺炎桿菌 / 2成分転写制御系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肺炎桿菌の多剤排出ポンプKexDは通常は発現が認められないタンパク質であるが、ゲノム上のセンサーカイネースCrrB遺伝子に点変異が生じると、KexDが発現するようになる。CrrBは二成分転写制御系に分類される転写制御因子であり、レスポンスレギュレータとともに機能すると考えられる。CrrB遺伝子の上流にはレスポンスレギュレータをコードすると推定されるcrrA遺伝子が存在しており、CrrBとCrrAは協働して、機能しているのではないかと推定されている。
このCrrAB系は当初、コリスチン（CL）耐性に関与する因子として報告された。我々が見出したCrrBの点変異と同一の変異が、他グループで分離されたCL耐性株で報告されている。しかし、我々のKexD発現上昇変異株、つまり我々crrBに変異株ではCL耐性化が生じていない。
また、KexDがCL耐性上昇の直接原因であるという報告が台湾のグループから発表されている。そこで、このグループと同様にkexDをプラスミドで導入し、CL耐性について調べたが、我々の所有する株ではCL耐性化は生じなかった。
これらの結果は、肺炎桿菌がCrrAB系の変異によりCL耐性化するために必要な何らかの因子が、CrrAB系やKexD以外に存在する可能性を示唆している。
このCL耐性化の鍵になる因子の同定を目指し、CL耐性株を分離した。そして、これらについて全ゲノムシーケンスを実施し、ゲノム上の変異部位を同定した。CL耐性株はcrrB破壊株（AKB株）とその親株（ATCC10031株）それぞれから分離したが、ATCC10031とAKB株由来のCL耐性株では、変異の生じた遺伝子が異なる傾向が観察された。従って、肺炎桿菌にはCL耐性化に関わる複数系統の因子が、存在すると考えられる。次はこれらが実際にCL耐性化と関連しているかどうか、検証することを目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度はほぼ予定通りのペースで進められたが、前年度、前々年度の遅れを取り戻すには至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
多剤排出ポンプKexDの発現を変化させる因子として、ヒスチジン合成酵素、c-di-GMPホスホジエステラーゼ、RNAヘリカーゼ、葉酸デヒドロゲナーゼに注目している。これらのタンパク質をコードする遺伝子破壊株のうち、ヒスチジン合成酵素、葉酸デヒドロゲナーゼにTnが挿入された株では、コリスチン耐性に関係する遺伝子crrABオペロンの発現が検出不可能レベルにまで低下していることを明らかにした。c-di-GMPホスホジエステラーゼ、RNAヘリカーゼの遺伝子破壊株ではkexDの発現低下は観察されているが、crrABオペロンの発現低下は観察されていない、これらの結果は、kexD発現の制御に関係する系統が少なくとも2種類存在していることを意味する。そこで、これら4つの遺伝子とcrrAB発現、そしてコリスチン耐性、kexD発現の関係性を明らかにすることを目指し、研究を進める。
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| Causes of Carryover |
昨年度と同様、大きく差額が生じたのは旅費とその他の項目である。
コロナ禍の影響で参加予定であった学会がオンライン化され、ほぼ旅費が発生しなかった。余剰分は物品費や発現解析などの外注費等に組み替えて使用する。
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