ボツリヌス神経毒素結合タンパク質NTNHAの体内侵入に寄与する生体分子の解明

• 研究課題/領域番号: 15K08474
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細菌学(含真菌学)
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 相根 義昌 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (00624660)
• 連携研究者: 丹羽 光一 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (20301012) ; 武藤 信吾 鎌倉女子大学, 家政学部, 講師 (20749890) ; 鈴木 智典 東京農業大学, 生命科学部, 准教授 (90453836)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: ボツリヌス食中毒 / 細胞内輸送 / 経口毒素 / ボツリヌス毒素 / アクチンフィラメント / 抗体 / 非毒非血球凝集素 / ミオシン

研究成果の概要

非毒非血球凝集素（NTNHA）は、ボツリヌス食中毒の原因物質であるボツリヌス神経毒素（BoNT）に結合するタンパク質である。NTNHAは、BoNTを消化液から保護することで毒素の経口毒性を上昇させることが知られているが、その機能については、不明な点が多い。本研究は、NTNHAの細胞内輸送に関わる分子を解明することを目的としている。本研究の成果は、NTNHAの細胞内輸送には「アクチン-ミオシン」系が関与していることを示唆した。また、NTNHAの細胞内輸送に関わる小胞が明らかとなった。本研究の成果は、ボツリヌス毒素の体内への侵入機構の解明に大きく寄与することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Building-block architecture of botulinum toxin complex: Conformational changes provide insights into the hemagglutination ability of the complex (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T, Sagane Y, Matsumoto T, Hasegawa K, Yamano A, Niwa K, Watanabe T
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 9 ページ: 67-71
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2016.11.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible Association of the Hemagglutinin Subcomplex, HA-33/HA-17 Trimer, with the Botulinum Toxin Complex (2017)
  • 著者名/発表者名: Sagane Y, Mutoh S, Koizumi R, Suzuki T, Miyashita S, Miyata K, Ohyama T, Niwa K, Watanabe T
  • 雑誌名: The Protein Journal 巻: 36 号: 5 ページ: 417-424
  • DOI: 10.1007/s10930-017-9733-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of ‘‘Toxin Complex’’ in a Mutant Serotype C Strain of Clostridium botulinum Harboring a Defective Neurotoxin Gene (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Suzuki, Thomas Nagano, Koichi Niwa, Masataka Uchino, Motohiro Tomizawa, Yoshimasa Sagane, and Toshihiro Watanabe
  • 雑誌名: Current Microbiology 巻: 74 号: 1 ページ: 49-54
  • DOI: 10.1007/s00284-016-1150-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Non-Toxic" Proteins of the Botulinum Toxin Complex Exert In-vivo Toxicity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin-Ichiro Miyashita, Yoshimasa Sagane, Tomonori Suzuki, Takashi Matsumoto, Koichi Niwa, and Toshihiro Watanabe
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1
  • DOI: 10.1038/srep31043
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Conformational divergence in the HA-33/HA-17 trimer of serotype C and D botulinum toxin complex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Sagane, Shintaro Hayashi, Tomonori Akiyama, Takashi Matsumoto, Kimiko Hasegawa, Akihito Yamano, Tomonori Suzuki, Koichi Niwa, Toshihiro Watanabe, and Shunsuke Yajima
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 476 号: 4 ページ: 280-285
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.05.113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Data describing inhibitory profiles of sugars against hemagglutination by the botulinum toxin complex of Clostridium botulinum serotypes C and D (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Sagane, Minoru Ito, Keita Miyata, Tomonori Suzuki, Koichi Niwa, Suguru Oguri, and Toshihiro Watanabe
  • 雑誌名: Data in Brief 巻: 9 ページ: 413-416
  • DOI: 10.1016/j.dib.2016.09.014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isolation of botulinolysin, a thiol-activated hemolysin, from serotype D Clostridium botulinum: A species-specific gene duplication in Clostridia (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Suzuki, Thomas Nagano, Koichi Niwa, Shingo Mutoh, Masataka Uchino, Motohiro Tomizawa, Yoshimasa Sagane, and Toshihiro Watanabe
  • 雑誌名: Microbiological Research 巻: 193 ページ: 20-29
  • DOI: 10.1016/j.micres.2016.08.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hemagglutinin Gene Shuffling among Clostridium botulinumSerotypes C and D Yields Distinct Sugar Recognition of the Botulinum Toxin Complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyata K, Suzuki T, Hayashi S, Miyashita S, Ohyama T, Niwa K, Watanabe T, Sagane Y
  • 雑誌名: FEMS Pathogens and Disease 巻: 73 号: 7 ページ: ftv054-ftv054
  • DOI: 10.1093/femspd/ftv054
  • 査読あり
• [学会発表] Internalization and intercellular trafficking of the serotype D botulinum neurotoxin binding protein, nontoxic nonhemagglutinin, in epithelial and endothelial cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sagane, Y., Miyashita, S. -I., Hosoya, K., Karatsu, S., Kurihara, A., Sugawara, C., Niwa, K., Watanabe, T.
  • 学会等名: 10th International Conference on the Molecular Biology and Pathogenesis of the Clostridia.
  • 国際学会
• [学会発表] “Non-toxic” proteins of the botulinum toxin complex exert cytotoxicity with vacuole formation in the cell. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sagane, Y., Miyashita, S. -I., Kurihara, A., Sugawara, C., Hosoya, K., Karatsu, S., Niwa, K., Watanabe, T.
  • 学会等名: 10th International Conference on the Molecular Biology and Pathogenesis of the Clostridia.
  • 国際学会