バクテロイデーテス細菌の滑走運動マシナリーの構造とダイナミクス

• 研究領域: 運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
• 研究課題/領域番号: 24117006
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 中山 浩次 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (80150473)
• 研究分担者: 佐藤 啓子 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (70410579)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 93,340千円 (直接経費: 71,800千円、間接経費: 21,540千円); 2016年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2015年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2014年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2013年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円); 2012年度: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円)
• キーワード: 運動 / 細菌 / 蛋白質分泌 / タンパク質分泌 / 滑走運動 / 分泌機構

研究成果の概要

Flavobacterium johnsoniaeなどのバクテロイデーテス門細菌の多くは、独特のメカニズムによって表面上で急速な滑走運動を示す。この滑走運動は、GldおよびSprタンパク質からなる新規な運動装置に依存し、SprBアドヘジンが必要である。 SprBは、細胞表面から伸びる150 nm長の細いフィラメントであり、菌体上を閉環のラセンループに沿って動き、基盤に付着すると細菌細胞の回転と並進を引き起こすと考えられる。GldJによるマルチレール構造が外膜の内側表面にあり、SprBアドヘシンがこの構造に沿いながら移動することで滑走運動が生じると思われる。

研究成果

• [国際共同研究] メルボルン大学(オーストラリア)
• [国際共同研究] SLAC National Accelerator Laboratory/The Scripps Research Institute(米国)
• [国際共同研究] Queen Mary University of London(英国)
• [雑誌論文] Structural Insights into the PorK and PorN Components of the Porphyromonas gingivalis Type IX Secretion System. (2016)
  • 著者名/発表者名: Gorasia DG, Veith PD, Hanssen EG, Glew MD, Sato K, Yukitake H, Nakayama K, Reynolds EC
  • 雑誌名: PLoS Pathog 巻: 12 号: 8 ページ: e1005820-e1005820
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1005820
  • NAID: 120006987659
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The complete genome sequencing of Prevotella intermedia strain OMA14 and a subsequent finescale, intra-species genomic comparison reveal an unusual amplification of conjugative and mobile transposons and identify a novel Prevotella-lineage-specific repeat. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mariko Naito, Yoshitoshi Ogura, Takehiko Itoh, Mikio Shoji, Masaaki Okamoto, Tetsuya Hayashi, and Koji Nakayama
  • 雑誌名: DNA Research 巻: 23 ページ: 11-16
  • DOI: 10.1093/dnares/dsv032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Distinct Type of Pilus from the Human Microbiome. (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Q, Shoji M, Shibata S, Naito M, Sato K, Elsliger MA, Grant JC, Axelrod HL, Chiu HJ, Farr CL, Jaroszewski L, Knuth MW, Deacon AM, Godzik A, Lesley SA, Curtis MA, Nakayama K, Wilson IA
  • 雑誌名: Cell 巻: 165 号: 3 ページ: 690-703
  • DOI: 10.1016/j.cell.2016.03.016
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A two-component system regulates gene expression of the type IX secretion component proteins via an ECF sigma factor (2016)
  • 著者名/発表者名: 門脇知子, 雪竹英治, 内藤真理子, 佐藤啓子, 菊池有一郎, 近藤好夫, 庄子幹郎, 中山浩次
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 23288-23288
  • DOI: 10.1038/srep23288
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Involvement of the type IX secretion system in the gliding motility and biofilm formation of Capnocytophaga ochracea (2016)
  • 著者名/発表者名: Kita D, Shibata S, Kikuchi Y, Kokubu E, Nakayama K, Saito A, Ishihara K
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol 巻: 82 号: 6 ページ: 1756-1766
  • DOI: 10.1128/aem.03452-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis and related bacteria: from colonial pigmentation to the type IX secretion system and gliding motility. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K
  • 雑誌名: J Periodontal Res 巻: 50 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1111/jre.12255
  • NAID: 120006986253
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Involvement of the Wbp pathway in the biosynthesis of Porphyromonas gingivalis lipopolysaccharide with anionic polysaccharide. (2014)
  • 著者名/発表者名: 6.Shoji M, Sato K, Yukitake H, Naito M, Nakayama K
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 ページ: 5056-5056
  • NAID: 120006986576
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lack of a surface layer in Tannerella forsythia mutants deficient in the type IX secretion system. (2014)
  • 著者名/発表者名: 7.Narita Y, Sato K, Yukitake H, Shoji M, Daisuke N, Nagano K, Yoshimura F, Naito M, Nakayama K
  • 雑誌名: Microbiology-SGM 巻: 160 号: 10 ページ: 2295-2303
  • DOI: 10.1099/mic.0.080192-0
  • NAID: 120006986357
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of a Lys-specific serine endopeptidase secreted via the type IX secretion system in Porphyromonas gingivalis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nonaka M, Shoji M, Kadowaki T, Sato K, Yukitake H, Naito M, Nakayama K
  • 雑誌名: FEMS Microbiol Lett. 巻: 354 ページ: 60-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helical flow of surface protein required for bacterial gliding motility. (2013)
  • 著者名/発表者名: 102. Nakane D, Sato K, Wada H, McBride MJ, Nakayama K
  • 雑誌名: Proc. Nat. Acd. Sci. USA 巻: 110 号: 27 ページ: 11145-11150
  • DOI: 10.1073/pnas.1219753110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of an O-antigen chain length regul tor, WzzP, in Porphyromonas gingivalis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shoji M, Yukitake H, Sato K, Shibata Y, Naito M, Aduse-Opoku J, Abiko Y, Curtis MA, N kayama K.
  • 雑誌名: Microbiologyopen.Epub 巻: 10 号: 3 ページ: 383-401
  • DOI: 10.1002/mbo3.84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Porphyromonas gingivalis proteins secreted by the Por secretion system. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Yukitake H, Narita Y, Shoji M, Naito M, Nakayama K.
  • 雑誌名: FEMS microbiology Letters 巻: 338 (1) 号: 1 ページ: 68-76
  • DOI: 10.1111/1574-6968.12028
  • 査読あり
• [学会発表] バクテロイデーテス門細菌のIX型分泌機構およびV型線毛の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中山浩次
  • 学会等名: 日本細菌学会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] The type IX secretion, gliding motility and the type V pilus (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K
  • 学会等名: Protein Secretion in Bacteria Conference
  • 発表場所: シラタ・ビーチ・リゾート・ホテル（米国フロリダ州タンパ）
  • 年月日: 2016-11-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Type IX secretion system and gliding motility in Bacteroidetes phylum bacteria (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K
  • 学会等名: The 13th Korea-Japan International Symposium on Microbiology
  • 発表場所: K ホテル（韓国慶州市）
  • 年月日: 2016-05-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 細菌の新しい分泌システムと滑走運動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中山浩次
  • 学会等名: 第98回日本細菌学会関東支部総会
  • 発表場所: 東京歯科大学（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] 滑走細菌Flavobacterium johnsoniaeのレール状滑走装置 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柴田 敏史, 川本 晃大, 加藤 貴之, 難波 啓一, 中山 浩次
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] The type IX secretion system of Porphyromonas gingivalis (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K
  • 学会等名: PgLONDON2015
  • 発表場所: ロンドン（イギリス）
  • 年月日: 2015-06-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Flavobacterium johnsoniaeのレール状滑走装置 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柴田敏史、中山浩次
  • 学会等名: 2015年生体運動合同班会議
  • 発表場所: 学習院大学（東京都豊島区）
  • 年月日: 2015-01-07 – 2015-01-09
• [学会発表] 滑走細菌Flavobacterium johnsoniaeの菌体表面の滑走運動装置 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田敏史、佐藤啓子、成田由香、中根大介、中山浩次
  • 学会等名: 日本細菌学会
  • 発表場所: 東京都江戸川区タワーホール船堀
• [学会発表] Helical flow of surface protein required for Flavobacterium gliding motility. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakane D, Sato K, Wada H, McBride MJ, Nakayama K
  • 学会等名: BLAST XII
  • 発表場所: Tucson, AZ, USA
  • 年月日: 2013-01-20
• [学会発表] Secretion and gliding of Bacteroidetes phylum. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Nakane D, McBride MJ, Nakayama K
  • 学会等名: BLAST XII
  • 発表場所: Tucson, AZ, USA
  • 年月日: 2013-01-20
• [学会発表] Helical flow of surface protein required for Bacteroidetes gliding motility. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakane D, Sato K, Wada H, McBride MJ, Nakayama K
  • 学会等名: First International Conference on Porphyromonas gingivalis and Related Bacterial Species
  • 発表場所: Nagasaki, Japan
  • 年月日: 2012-08-27