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2012 Fiscal Year Research-status Report

豚レンサ球菌の莢膜欠失による異なる病原性発現機構の解析

Research Project

Project/Area Number 23580420
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

関崎 勉  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (70355163)

Keywords豚レンサ球菌 / 莢膜 / 心内膜炎 / 病原因子 / 遺伝子変異
Research Abstract

豚レンサ球菌は豚やヒトに髄膜炎や心内膜炎を起こす病原細菌で、近年世界中で豚と人の感染例が多数報告されている。本菌の莢膜は食菌作用に抵抗する重要な病原因子と考えられるが、莢膜を失うと組織表面への接着やバイオフィルム形成能等が亢進するなど異なる病原性を発現することも報告されている。我々は、心内膜炎分離株には莢膜保有株と欠失株の両者が混在することを見いだした。そこで、心内膜炎から分離した莢膜欠失株の莢膜遺伝子等を解析し、本菌が異なる病原性を発現するメカニズムを明らかにすることを目的とした。
23年度では、血清型2型および1/2型に必須なcps2J遺伝子を保有する心内膜炎由来の無莢膜86株から無作為に選んだ43株について、莢膜産生遺伝子群領域の遺伝子変異を調べた。その結果、18株において明らかな挿入・欠失変異等の構造変化を検出した。しかし、残りの25株では、大きな欠失や挿入は無かった。しかし、上記18株の変異部位の多くはcps2E-2F領域に限局していたことから、残り25株についてもこの領域を調べたところ、殆どはこの領域に数個から1塩基の挿入欠失を認めた。さらに、全ての変異を同定したところ、cps2I-2Jおよびcps2N-2O領域には変異が見つからなかった。そこで、この部位の欠失変異株を人工的に作製する実験を行ったところ、この部位の変異は菌にとって致死的となることを示唆する成績を得た。一方、莢膜欠失変異株は、莢膜産生株に比べて血小板への接着やバイオフィルム形成が亢進することは昨年明らかにしたが、莢膜欠失株存在下では、莢膜産生株のバイオフィルム形成も亢進した。すなわち、莢膜遺伝子群の変異は、菌にとって致死的となる危険性があるが、一方ではバイオフィルム形成亢進など菌集団にとって有益となる現象を生ずることから、その危険性を冒しても菌集団全体にとっては利益となる機構であろうと思われた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初期待していた変異部位の法則性はむしろなく、どの部位にも同じ頻度で変異は起こると思われた。しかし、一部の変異が致死的となることが示唆され、そのような危険な変異を内包する莢膜形成遺伝子構成が、果たして菌にとってどういう生物学的意味を持つのかという別な方面の解析を進め、その結果、菌の集団にとっては、莢膜欠損細胞が存在することが有益となることを見出し、当初予想できなかった新たな研究展開を見たことは、大きな進展と言える。

Strategy for Future Research Activity

莢膜欠損細胞が菌集団にとって有益となることが示唆されたが、では、致死的な変異を生じた細胞は、菌集団にとってどういう意味をなすのかについて解析を進める。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

当初予定していた培養細胞に対する作用やバイオフィルム形成の解析と、そこに致死的な変異を生じて死んだ菌が存在した場合に、どうなるのかの解析を進めることから、作業としては、当初予定とほぼ同じ試薬と機材を必要とするため、予定通り研究費を使用する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2012 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Fifteen Streptococcus suis serotypes identified by multiplex PCR.2012

    • Author(s)
      Anusak, K., Dejsirilert, S., Akeda, Y., Sekizaki, T., Hamada, S., Gottschalk, M., Oishi, K.
    • Journal Title

      J. Med. Microbiol.

      Volume: 61 Pages: 1669-1672

    • DOI

      DOI 10.1099/jmm.0.048587-0

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mutations that affect the production of capsule in Streptococcus suis.2012

    • Author(s)
      Nattakan Lakkitjaroen, Daisuke Takamatsu, Masatoshi Okura, Makoto Osaki, Tsutomu Sekizaki.
    • Organizer
      第21回Lancefieldレンサ球菌研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学、大阪府
    • Year and Date
      20120608-20120609
  • [Presentation] ヒトと動物に共通するレンサ球菌感染症2012

    • Author(s)
      関崎 勉
    • Organizer
      第21回Lancefieldレンサ球菌研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学、大阪府
    • Year and Date
      20120608-20120609
    • Invited
  • [Presentation] Mutations in the mutational cold regions of the cps locus are lethal for Streptococcus suis2012

    • Author(s)
      Nattakan Lakkitjaroen, Daisuke Takamatsu, Masatoshi Okura, Makoto Osaki, Tsutomu Sekizaki
    • Organizer
      第86回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ、千葉県
    • Year and Date
      20120318-20120320
  • [Presentation] Streptococcus suis全血清型の莢膜関連遺伝子群の解析2012

    • Author(s)
      大倉正稔、高松大輔、丸山史人、野澤孝志、中川一路、大崎慎人、関崎勉、浜田茂幸
    • Organizer
      第86回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ、千葉県
    • Year and Date
      20120318-20120318
  • [Presentation] Surface components of Streptococcus suis.

    • Author(s)
      Sekizaki, T.
    • Organizer
      11th Korea-Japan International Symposium on Microbiology
    • Place of Presentation
      Buyeo, Korea
    • Invited
  • [Presentation] 豚レンサ球菌感染症の分子遺伝学的研究

    • Author(s)
      関崎 勉
    • Organizer
      第5回感染病態研究フロンティア
    • Place of Presentation
      両国第一ホテル、東京都
    • Invited
  • [Presentation] 豚レンサ球菌の表層タンパクと病原性

    • Author(s)
      関崎 勉
    • Organizer
      第11回微生物研究会
    • Place of Presentation
      東京大学、東京都
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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