S. mutans 口腔バイオフィルム形成における新たな分子シャペロンの機能解明
Project/Area Number |
22K10270
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
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Research Institution | Okayama University |
Principal Investigator |
八十川 友紀 (松三友紀) 岡山大学, 歯学部, 博士研究員 (90732800)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲野 道代 (松本道代) 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (30359848)
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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: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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Keywords | バイオフィルム / Streptococcus mutans / 分子シャペロン / シャペロンタンパク / プロテオーム |
Outline of Research at the Start |
小児歯科臨床において、齲蝕罹患率の低下が認識されているが、齲蝕罹患度は二極化が進んでおり、未だに重症齲蝕を呈する小児も少なくない。主要な齲蝕原性細菌であるS. mutans の菌体表層には多くの病原性の高いタンパクが存在し、それらの発現により口腔バイオフィルムが形成され病原性を発揮している。これらの表層タンパクは、あらゆる環境に対応し発現し続けることにより、バイオフィルム形成能を保っている。本研究の目的は、S. mutans における新たなタンパクを同定しバイオフィルム形成への関与を明らかにすることである。これらの解析を進めることで、新たな齲蝕予防システムを確立することにつながると考えている。
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Outline of Annual Research Achievements |
S. mutans のバイオフィルム形成では、口腔内環境の変化に応じて様々なタンパクが発現することが報告されている。分子シャペロンDnaK は熱ショックタンパク (heat shock protein; HSP) であり、熱ショックで誘導されるストレス応答タンパクで各種細菌種において最も高度に保存されたタンパクの一つであるとされている。S. mutans の表層タンパクの1つであるグルカン結合タンパクA (GbpA) を欠失させた場合、dnaK の発現が上昇したことが報告してきた。さらにDnaK が耐酸性に関与していることを明らかとしてきた。これらのことから、DnaK および GroEL の発現が耐酸性を誘導して酸性下での菌の生育を可能にすることで、S. mutans によるバイオフィルムの形成に影響を与えていることが示された。そこで DnaK が表層タンパクへ与える影響について調べるために、DnaK 過剰発現株およびDnaK 発現抑制株を作製し、コロニー形態、バイオフィルム形成量、バイオフィルムの構造を調べたところ、DnaK 過剰発現株において、コロニー形態の変化、バイオフィルム中の著明な凝集塊が認められた。 これらの結果は、 S. mutans において最も病原性に関与すると考えられている表層タンパクである GTF の発現に関しても DnaK が関与していることが示唆された。さらにタンパクの変異や酸化ストレスを受けた場合、DnaKおよび GroELの発現が上昇し、それに伴い S. mutans の表層タンパクであるグルカン合成酵素(GTF)をコードするgtf の発現も上昇していた。この結果は、DnaKの発現状況が S. mutans のバイオフィルム形成に関連する様々な表層タンパクの発現に影響を与えることが明らかとなった。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初予定していたシグナル受容体についてプロテオーム解析では、スクリーニングができなかった。そのため、RNAシーケシングによる検討が必要となった。
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Strategy for Future Research Activity |
シャペロンタンパクDnaK過剰発現株および発現抑制株を用いたRNAシーケシング解析を行う。得られたデータから、シグナル受容体と推定される遺伝子を抽出する。その遺伝子配列を基にシグナル受容体のリコンビナントタンパクの作製する。得られたタンパクを用いて、ゲルシフトアッセイを行いシグナル受容体を決定する。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)