Epidemiological survey of pheromone-inducible plasmids and analysis of the mechanism of transcriptional regulation by pheromones
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22K07082
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 49050:Bacteriology-related
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| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases |
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Principal Investigator |
瀬川 孝耶 国立感染症研究所, 薬剤耐性研究センター, 主任研究官 (40769684)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 腸球菌 / フェロモン / プラスミド / 転写制御 / 薬剤耐性 / 凝集 / 接合 / フェロモン誘導性プラスミド / 接合伝達 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、日本国内におけるフェロモン誘導性プラスミドの実態およびプラスミドの機能を解明するために、次の３つを解析する。① 日本国内で分離された腸球菌が持つフェロモン誘導性プラスミドを解析し、プラスミドの由来や経路を推測する。さらに、プラスミドが持つ遺伝子の機能解析を行い、その特徴を明らかにする。② フェロモンとの結合によって構造が変化する転写調節因子PrgXによる転写制御機構を解析し、PrgXの構造で重要な部位を決定する。③ PrgXを発現する宿主の遺伝子発現を網羅的に解析することで、宿主の増殖や運動能等への影響を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
腸球菌はヒトの腸管の常在菌ではあるが、宿主の免疫の低下などにより、敗血症などの重篤な病態を引き起す。また、種々の抗菌薬に対して自然耐性を示し、さらに伝達性プラスミドにより薬剤耐性を獲得し高度耐性となる。腸球菌では、染色体上の遺伝子から産生されるペプチドを性フェロモンとして利用し、効率良く接合伝達するプラスミドが知られている。このプラスミドは薬剤耐性遺伝子を効率的に拡散する恐れがあるが、日本での実態は不明である。また、フェロモンを介した遺伝子転写制御機構も未解明な部分が多い。本研究では、日本全国から収集した腸球菌のフェロモン誘導性プラスミドの解析、さらにフェロモンを介した転写制御機序の解析を行うことを目的とし、日本におけるフェロモン誘導性プラスミドの実態と薬剤耐性における役割、転写制御因子の機能を明らかにすることで、薬剤耐性の拡大を阻止する方法や新たな治療法を開発することが可能となる。令和5年度では、腸球菌218株について、保有するプラスミドの解析を行い、21株のEnterococcus faecalisが、のべ５種類のフェロモン誘導性プラスミドを保有していることを明らかにした。これらのプラスミドの接合伝達頻度を検証するために、耐性マーカーを組み込んだプラスミドの作製を進めている。また、代表的なフェロモン誘導性プラスミドの一つであるpCF10のフェロモン結合性転写制御因子PrgXの遺伝子発現制御機構の解析を行うために、野生型および変異型PrgXの二量体/四量体を産生・精製する系を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和5年度では、追加で解読した腸球菌218株について、保有するプラスミドの解析を行ったところ、21株のEnterococcus faecalisが、のべ５種類のフェロモン誘導性プラスミドを保有していることが明らかになり、Enterococcus faecalisで広く保持されていることが示唆された。これらのプラスミドの接合伝達頻度を検証するために、耐性マーカーを組み込んだプラスミドの作製を進めている。また、代表的なフェロモン誘導性プラスミドの一つであるpCF10のフェロモン結合性転写制御因子PrgXの遺伝子発現制御機構の解析を行うために、PrgX変異体発現用プラスミドの作製を行い、HPLCによって、野生型および変異型PrgXの二量体/四量体を精製する系を確立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和６年度では、これまでのゲノム解析で全配列が明らかになったフェロモン誘導性プラスミドの接合伝達効率を検証する。また、フェロモン誘導性プラスミドの凝集スクリーニングで選抜された株の次世代シーケンサー解読が完了していないため、引き続き解読を進める。フェロモンによる転写制御機構の解析では、令和５年度で作製したフェロモン結合性転写制御因子PrgXの変異体を使用して、OctetやゲルシフトアッセイによるDNA結合領域および親和性を検証する。さらに、RNA-seq/ChIP-seqによるPrgXによって転写制御されうる遺伝子と結語領域の網羅的解析を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
