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黄色ブドウ球菌における環境シグナル応答の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 10670248
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 細菌学(含真菌学)
研究機関筑波大学

研究代表者

太田 敏子  筑波大学, 医療技術短期大学部, 教授 (40233134)

研究分担者 平田 肇  姫路工業大学, 理学部, 教授 (40049052)
倉園 久生  岡山大学, 医学部・保健学科, 教授 (90186487)
林 英生  筑波大学, 基礎医学系, 教授 (40033203)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1999年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1998年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード黄色ブドウ球菌 / ストレス応答タンパク質 / 重金属応答遺伝子czrAB / 薬剤応答遺伝子drp35 / βラクタマーゼ / 酸化ストレス応答遺伝子qor / シグマ因子 / ゲノムプロジェクト / 重金属応答遺伝子 / 薬剤応答遺伝子 / 細胞壁合成阻害剤 / 熱応答プロモーター / シグマ70 / シグマB / 色素産生遺伝子 / agrオペロン
研究概要

常在菌でありながら各種の病原性をもつ黄色ブドウ球菌における各種環境シグナルに応答する特異的に発現するタンパク質の機能について、以下の成果を得ることができた。
(1)代表的熱応答遺伝子の発現はそのオペロン内のレギュレーターhrc37により制御されていることをノックアウト変異株の解析から明らかにした。さらに原子間力顕微鏡(AFM)およびゲルシフト法を用いて、このレギュレーターはオペロン上流のパリンドローム構造に結合することを証明した。
(2)重金属応答遺伝子czrAB遺伝子を見い出した。遺伝子ノックアウト変異株の解析から、は細胞内亜鉛イオンを排出し、一定量に保つ機能をもっていることを明らかにした。しかも、この遺伝子は亜鉛やコバルトなどの重金属だけでなく熱にも応答し、遺伝子上流に定常期に応答するシグマB因子認識型のプロモーターをもっていた。
(3)薬剤応答遺伝子drp35を見い出した。菌体をβラクタム剤を含む細胞壁合成阻害剤にさらすと、drp35は10分以内に転写レベルでもタンパク質レベルでも特異的にその発現が誘導された。また、drp35は細胞質内に局在し、耐性酵素βラクタマーゼの膜輸送に関与していることを明らかにした。ノックアウト変異株および、遺伝子相補株を作成して解析したところ、遺伝子破壊株は、明らかに検討したすべてのβラクタム剤に対して感受性となった(遺伝子特許申請中)。
(4)酸化ストレス応答遺伝子qorオペロンを見い出した。qurオペロンは生育に必須な遺伝子である。クローニングした遺伝子qorABは、過酸化水素やメナジオンなどの酸化剤に応答し、熱ストレスに対しても応答した。ノックアウト変異株を作成することを試みたところ、組換え体が得られないことから、qor遺伝子は致死遺伝子である可能性が高い。過剰発現系を構築して、親株との生理活性の比較を検討している。
(5)定常期に発現する遺伝子を転写するシグマBに着目して、sigBノックアウト変異株および遺伝子相補株を作成し、このシグマ因子支配下にあると考えられている各種毒素遺伝子の発現を転写およびタンパク質レベルで調べたところ、毒素遺伝子は必ずしもシグマB因子支配によらないことを示した。sigB過剰発現株でさらに確認する必要がある。
(6)バンコマイシン耐性MRSAのゲノムプロジェクトを立ち上げ、現在そのシーケンス解析が進行している。この成果により、研究の飛躍的な展開が期待される。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] 太田敏子、金森 睦、林 英生: "天然炭素繊維の病原性細菌に対する抗菌作用"防菌防黴. 25(8) (印刷中). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 太田敏子、村上弘之: "黄色ブドウ球菌S.aureusのゲノム上におけるストレス応答遺伝子のマッピング"筑波大学医療短大研究報告. 21 (印刷中). (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murakami H.,Matsumura H.,Kanamori M.,Hayashi H.and Ohta T.: "Cell wall-affecting antibiotics induce expression of a novel gene drp35 in Staphylococcus aureus"Biochemical Biophysical Research Communications. 264(2). 348-351 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuroda M.,Hayashi H.and Ohta T.: "Chroosome-determined Zinc Responsible Operon, czr in Staphylococcus aureus"Microbiology and Immunology. 43(2). 115-125 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuroda M.,Kobayashi D.,Honda K.,Hayashi H.and Ohta T.: "The hsp Operons are Repressed by the hrc37 of the hsp70 Operon in Staphylococcus aureus"Microbiology and Immunology. 43(1). 19-27 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamakawa K.,T.Karasawa,T.Ohta,H.Hayashi and S.Nakamura: "Inhibition of enhanced toxin production by Clostridium difficile in biotin-limited conditions"Journal Medical Microbiology. 47. 767-771 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiko OhtaィイD11ィエD1, Mutsumi KanamoriィイD11ィエD1, Hideo Hayashi.: "Antimicrobial Effects of Plant Carbon fibers."Journal of Antibacterial and Antifungal Agents (Japan). (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiko Ohta, Hiroyuki Murakami.: "Genomic DNA mapping of stress-response genes in Staphylococcus aureus."Bulletin of College of Medical Technology and Nursing, University of Tsukuba. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murakami H., Matsumaru H., Kanamori M., Hayashi H., and Ohta T.: "Cell wall-affecting antibiotics induce expression of a novel gene drp35 in Staphylococcus aureus."Biochemical Biophysical Research Communications. 264(2). 348-351 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuroda M., Hayashi H., and Ohta T.: "Chromosome-determined Zinc Responsible Operon czr in Staphylococcus aureus."Microbiology and Immunology. 43(2). 115-125 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuroda M., Kobayashi D., Honda K., Hayashi H., and Ohta T.: "The hsp Operons are Repressed by the hrc37 of the hsp70 Operon in Staphylococcus aureus."Microbiology and Immunology. 43(1). 19-27 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamakawa, K., T. Karasawa, T. Ohta, H. Hayashi and S. Nakamura.: "Inhibition of enhanced toxin production by Clostridium difficile in biotin-limited conditions."Journal of Medical Microbiology. 47. 767-771 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuroda M.,Kobayashi D.,Honda K.,Hayashi H.,and Ohta T.: "The hsp operons are repressed by the hrc37 of the hsp70 operon in Staphylococcus aureus."Microbiology and Immunology,. 43(1). 19-27 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kuroda M.,Hayashi H.,and Ohta T.: "Chromosome-determined zinc responsible operon czr in Staphylococcus aureus strain 912."Microbiology and Immunology. 43(2). 115-125 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Murakami H.,Matsumuru H.,Kanamori M.,Hayashi H.,and Ohta T.: "Cell wall-affecting antibiotics induce expression of a novel gene drp35 in Staphylococcus aureus."Boichemical and Biophysical Research Communications. 264(2). 348-351 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 太田敏子、金森 睦、林 英生.: "天然炭素繊維の病原性細菌に対する抗菌作用"防菌防黴、. (受理・印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 太田敏子、村上弘之.: "黄色ブドウ球菌S.aureusのゲノム上におけるストレス応答遺伝子のマッピング"筑波大学医療技術短期大学部研究報告. (受理・印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kuroda M.: "The hsp operons are repressed by the hrc37 of the hsp70 operon in Staphylococcus aureus." Microbiology and Immunology. 43(1). 19-27 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kuroda M.: "Chromosome-dertermined zinc responsible operon czr in Staphylococcus aureus strain 912." Microbiology and Immunology. 43(2). 115-125 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 太田敏子: "グラム陽性菌のストレス応答機構と調節系" 生化学. 70(1). 36-42 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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