A群レンサ球菌の感染細胞内でのファージを介したゲノムアダプテーション

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Systematic study of chromosome adaptation
• Project/Area Number: 25125708
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中川 一路 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70294113)
• Project Period (FY): 2013-06-28 – 2015-03-31
• Keywords: A群レンサ球菌 / ファージ / CRISPR / 進化

Outline of Annual Research Achievements

ヒトの主要な病原性細菌であるA群レンサ球菌（Group A Streptococcus ; GAS）は、ヒトにおいて多彩な病態を示し、まったく症状を示さない不顕性感染や化膿性炎症から、致死率の極めて高い劇症型A群レンサ球菌感染症の起因菌となる。このような多彩な疾患を引き起こし、抗生物質による治療が奏功するにも関わらず例年のように流行を引き起こすことから、医学的にも重要な病原性細菌として、その疾患発症機構の解明に向けて多くの研究が推進されている。本研究では、i) 細胞内でのファージの誘導と獲得を実験的に実証し、ii) ファージ獲得によるゲノム構造・CRISPR領域・遺伝子発現、そしてオートファジーへの抵抗性（細胞による認識の有無）への影響を解析することで、それぞれの影響の関連性を明らかとする．さらに、iii)　細胞内でのゲノム変動に影響を与える細胞内環境（オートファジーの影響等）について解析を行うことで、細菌の感染現場でのゲノムアダプテーションと進化戦略を明らかにすることを目的とした．その結果，本菌は，CRISPR/Casを用いて外来性遺伝子を排除するのではなく，特定の菌にのみ感染するファージを見分けることで，新たな環境に適応する進化を遂げることができることが明らかとなった．

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Intraindividual variation in core microbiota in peri-implantitis and periodontitis. (2014)
  • Author(s): Maruyama N, Maruyama F, Takeuchi Y, Aikawa C, Izumi Y, Nakagawa I.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 4 Pages: 6602
  • DOI: 10.1038/srep06602.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evaluation of biofilm formation in the presence of saliva on poly(ethylene glycol)deposited titanium (2014)
  • Author(s): Kawabe A, Nakagawa I, Kanno Z, Tsutsumi Y, Hanawa T, Ono T.
  • Journal Title: Dent Mater J Volume: 33 Pages: 638-647
  • DOI: 10.4012/dmj.2014-025
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparative genome analysis and identification of competitive and cooperative interactions in a polymicrobial disease (2014)
  • Author(s): Endo A, Watanabe T, Ogata N, Nozawa T, Aikawa C, Arakawa S, *Maruyama F, Izumi Y, Nakagawa I
  • Journal Title: ISME J Volume: 9 Pages: 629-642
  • DOI: 10.1038/ismej.2014.155.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The staphylococcal elastin-binding protein regulates zinc-dependent growth/biofilm formation (2014)
  • Author(s): Makoto Nakaido, Chihiro Aikawa, Ichiro Nakagawa, and Kouhei Tsumoto
  • Journal Title: The Journal of Biochemistry Volume: 156 Pages: 155-162
  • DOI: 10.1093/jb/mvu027.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparative genomic characterization of a Thailand-Myanmar isolate, MS6, of Vibrio cholerae O1 El Tor, which is phylogenetically related to a "US Gulf Coast" clone. (2014)
  • Author(s): K. Okada, M. Na Ubol, W. Natakuathung, A. Roobthaisong, F. Maruyama, I. Nakagawa, S. Chantaroj, S. Hamada
  • Journal Title: PLos One Volume: 9 Pages: e98120
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0098120
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome Sequence of a Bacillus anthracis Outbreak Strain from Zambia, 2011 (2014)
  • Author(s): Ohnishi N, Maruyama F, Ogawa H, Kachi H, Yamada S, Fujikura D, Nakagawa I, B. Hang'ombe M, Thomas Y, S. Mweene A, Higashi H
  • Journal Title: Genome Announcment Volume: 2 Pages: e00116-14
  • DOI: 10.1128/genomeA.00116-14
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development of a two-step multiplex PCR assay for typing of capsular polysaccharide synthesis gene clusters of Streptococcus suis (2014)
  • Author(s): Okura M, Lachance C, Osaki M, Sekizaki T, Maruyama F, Nozawa T, Nakagawa I, Hamada S, Rossignol C, Gottschalk M, Takamatsu D
  • Journal Title: Journal of Clinical Microbiology Volume: 52 Pages: 1714-1719
  • DOI: 10.1128/JCM.03411-13
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] サルコイドーシス病変より単離されたPropionibacterium acnesの遺伝的多様性解析 (2015)
  • Author(s): 峰岸 佳菜，渡辺 孝康，丸山 史人，中川 一路，江石 義信
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場（岐阜）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] 歯周病原細菌の宿主特異性を規定する遺伝的因子の探索 (2015)
  • Author(s): 高橋 香，丸山 史人，渡辺 孝康，遠藤 亜希子，梅田 誠， 藤田 桂一，和泉 雄一，中川 一路
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場（岐阜）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] CRISPR による腸内細菌プロファージの利己的進化機構 (2015)
  • Author(s): 渡辺 孝康，野澤 孝志，丸山 史人，中川 一路
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場（岐阜）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] CRISPR-プロファージ相互作用解析から見出されたA 群レンサ 球菌のゲノム進化機構 (2015)
  • Author(s): 山田 俊介，柴崎 真樹，渡辺 孝康，相川 知宏，野澤 孝志， 丸山 史人，中川 一路
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場（岐阜）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] A 群レンサ球菌の2 成分制御系YvqEC とCovRS による生存・ 定着に対する解析 (2015)
  • Author(s): Amonrattana Roobthaisong，相川 知宏，野澤 孝志，丸山 史人，中川 一路
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場（岐阜）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] ゲノム解析から明らかとなったStreptococcus suis における曖昧 な種の境界及び進化の鍵となるスポット (2015)
  • Author(s): 大倉 正稔，野澤 孝志，渡辺 孝康，中川 一路，高松 大輔， 大崎 慎人，関崎 勉，浜田 茂幸，丸山 史人
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場（岐阜）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] 培養法と非培養法を組み合わせた健常成人中のA 群レンサ球菌に 関する研究 (2015)
  • Author(s): Tejaswini Kulkarni，野澤 孝志，丸山 史人，中川 一路
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場（岐阜）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] 細菌性複合感染症の慢性化を惹起する機能因子の解明 (2015)
  • Author(s): 加地 博一，丸山 史人，道 泰之，渡辺 孝康，中川 一路
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場（岐阜）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Remarks] 京都大学大学院医学研究科微生物感染症学分野
  • URL: http://www.bac.med.kyoto-u.ac.jp/index.html