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Elucidation of a novel mode of intestinal phage propagation via membrane vesicles

Research Project

Project/Area Number 20K15441
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Morinaga Kana  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 学振特別研究員 (60869692)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsファージ / 腸内細菌 / メンブレンベシクル
Outline of Research at the Start

腸内ファージは腸内細菌叢と多様な相互作用をしていることが、環境ゲノム解析から明らかになりつつある。しかしながら、腸内環境において、実際にファージが宿主細菌とどのような相互作用をしているのかについては、多くが謎に包まれている。近年の研究により、腸内細菌の1種が生産するメンブレンベシクル (MV) に、ファージが内包されて伝播する可能性を見出した。そこで本研究では、腸内環境においてMVに内包されるファージが実際に存在するのか、どのような宿主細菌と相互作用するのかを解明する。さらに、MVが腸内ファージの感染能に与える影響を解き明かすことで、ファージと宿主細菌との新規相互作用様式の全容の解明を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Environmental genomics is beginning to reveal that intestinal phages interact with the intestinal microbiota in diverse ways. However, much remains to be elucidated about how phages interact with host bacteria in the intestinal environment. Recent studies have shown that phages may be internalized and propagated within membrane vesicles (MVs) produced by intestinal bacteria. In this study, we will elucidate whether phage encapsulated in MVs actually exist in the intestinal environment and what kind of host bacteria they interact with. Furthermore, by elucidating the effect of MVs on the infectivity of intestinal phage, we aim to elucidate the full extent of the novel interaction mode between phage and host bacteria.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、ファージと腸内細菌の相互作用を、宿主細菌が生産するMVという新たなファクターの関与を交えて独自の立ち位置で進める。本研究を証明することができれば、新しい腸内ファージの宿主細菌との相互作用様式を提唱することとなる。
また、近年、脂質人工膜であるリポソームを、ドラッグデリバリーシステムに利用する応用研究が活発に行われている。本研究において、リポソームの類似物質であるMVを、ファージの輸送ツールとして腸内環境制御へ応用し、ファージを、標的となる細菌に特異的に伝達することが可能となれば、疾患の治療や予防、さらには腸内フローラのバイオコントロールに資する研究基盤の構築に繋がることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Flavobacterium sp. Strain GSB-24, Isolated from inside Dendrobium Roots2023

    • Author(s)
      Nishioka Tomoki、Morinaga Kana、Tamaki Hideyuki
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 12 Issue: 3

    • DOI

      10.1128/mra.01343-22

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Dyella sp. Strain GSA-30, a Predominant Endophytic Bacterium of Dendrobium Plants2023

    • Author(s)
      Nishioka Tomoki、Morinaga Kana、Tamaki Hideyuki
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 12 Issue: 4

    • DOI

      10.1128/mra.01338-22

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Granulimonas faecalis gen. nov., sp. nov., and Leptogranulimonas caecicola gen. nov., sp. nov., novel lactate-producing Atopobiaceae bacteria isolated from mouse intestines, and an emended description of the family Atopobiaceae2022

    • Author(s)
      Morinaga Kana、Kusada Hiroyuki、Sakamoto Sachiko、Murakami Takumi、Toyoda Atsushi、Mori Hiroshi、Meng Xian-Ying、Takashino Motoko、Murotomi Kazutoshi、Tamaki Hideyuki
    • Journal Title

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      Volume: 72 Issue: 10 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.005596

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bile Salt Hydrolases with Extended Substrate Specificity Confer a High Level of Resistance to Bile Toxicity on Atopobiaceae Bacteria2022

    • Author(s)
      Morinaga Kana、Kusada Hiroyuki、Tamaki Hideyuki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 18 Pages: 10980-10980

    • DOI

      10.3390/ijms231810980

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Lactobacillus helveticus JCM 1004, an Aminopeptidase-Producing Lactic Acid Bacterium2021

    • Author(s)
      Morinaga Kana、Kusada Hiroyuki、Watanabe Miho、Tamaki Hideyuki
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 10 Issue: 33

    • DOI

      10.1128/mra.00641-21

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Anaerostipes caccae Strain L1-92T, a Butyrate-Producing Bacterium Isolated from Human Feces2021

    • Author(s)
      Morinaga Kana、Kusada Hiroyuki、Watanabe Miho、Tamaki Hideyuki
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 10 Issue: 16

    • DOI

      10.1128/mra.00056-21

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マウス腸内から単離した未知嫌気性細菌の系統と生理機能の解明2022

    • Author(s)
      森永花菜, 草田裕之, 坂本幸子, 村上匠, 豊田敦, 森宙史, 孟憲英, 髙篠素子, 室冨和俊, 玉木秀幸.
    • Organizer
      第16回細菌学若手コロッセウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス腸内に棲息する未知嫌気性腸内細菌の単離と系統・生理学的特性の解明2022

    • Author(s)
      森永花菜, 草田裕之, 坂本幸子, 村上匠, 豊田敦, 森宙史, 孟憲英, 髙篠素子, 室冨和俊, 玉木秀幸.
    • Organizer
      日本微生物生態学会第35回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Interspecies bacterial communication through membrane vesicles2021

    • Author(s)
      Kana Morinaga, Toshiki Nagakubo, Tatsuya Yamamoto, Nobuhiko Nomura and Masanori Toyofuku
    • Organizer
      EMBO, The Company of Biologists Workshop
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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