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腸内クロストリジア群のクオラムセンシングの解明と疾病予防・健康増進に向けた制御

研究課題

研究課題/領域番号 16F16101
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 応用微生物学
研究機関九州大学

研究代表者

中山 二郎  九州大学, 農学研究院, 准教授 (40217930)

研究分担者 YOUSUF BASIT  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードクオラムセンシング / クロストリジア綱細菌 / ウェルシュ菌 / 酪酸菌 / ペプチド
研究実績の概要

ヒト腸内フローラの中核を占めるクロストリジア綱細菌群には、善玉菌から悪玉菌そして病原菌も含まれ多種多様である。これまでの申請者らの研究および細菌ゲノム配列データから、このクロストリジアの多くが、種特異的な環状ペプチドシグナル(AIP)を用いて同種菌間でコミュニケーションを行い、遺伝子の発現を特異的にコントロールし(クオラムセンシング)、また、時には他種細菌のクオラムセンシングを干渉(クオラムクエンチング)していることが示唆されている。本年度は、プロバイオティクスとして知られる酪酸菌(Clostridium butyricum)のQSについて、AIPで誘導される遺伝子をRNAseq法により解析した。また、酪酸菌とウェルシュ菌(Clostridium perfringens)および酪酸菌とディフィシル菌(Clostridium difficile)間のクオラムセンシングのクロストークを調べた。その結果、酪酸菌のAIPがウェルシュ菌やディフィシル菌のクオラムセンシングを阻害することを見出した。以上の結果から、腸内細菌叢の中核を形成するクロストリジア綱細菌群は自身の遺伝子発現を制御するクオラムセンシングを有し、フェノタイプを積極的に細胞密度依存的に制御する機構を持ち合わせているのに加えて、異種細菌間のコミュニケーションも自身のクオラムセンシングを用いて行っているという可能性が示唆された。そして、これらの制御機構に人為的に巧みに介入することで、病原菌の病原性発現の阻止や、善玉菌の定着と増殖をより活性化させることも可能であると示唆された。例えば、酪酸菌プロバイオティクス株を経口摂取したり、あるいは酪酸菌の増殖させるためのプレバイオティクスを摂取したりすることで、クロストリジウム属感染症を予防したり、あるいは治療したりすることができると期待される。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Metabolic dependent and independent pH-drop shuts down VirSR quorum sensing in Clostridium perfringens.2018

    • 著者名/発表者名
      Adachi K, Ohtani K, Kawano M, Singh RP, Yousuf B, Sonomoto K, Shimizu T, Nakayama J.
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: 17 号: 5 ページ: 30903-30909

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2017.12.019

    • NAID

      40021552589

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quorum quenching strategy targeting Gram-positive pathogenic bacteria2016

    • 著者名/発表者名
      Singh RP, Desouky SE、Nakayama J.
    • 雑誌名

      Advances in Microbiology and Infectious Diseases and Publich Health

      巻: 901 ページ: 109-130

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Clostridiales目細菌ゲノムにコードされるagr様クオラムセンシング系自己誘導ペプチドのLC-MS/MS検出系の確立2017

    • 著者名/発表者名
      中山二郎、神川美樹、安達桂香、大久保謙一、大谷郁、岡健太郎、園元謙二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Clostridium perfringensの内在性クオラムクエンチングー代謝同調的pH低下によるクオラムセンシング機構の抑制ー2017

    • 著者名/発表者名
      安達桂香、神川美樹、Ravindra Pal Singh、大谷郁、園元謙二、中山二郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Clostridium perfringensの代謝同調的な内在性クオラムクエンチング機構の実態解明2017

    • 著者名/発表者名
      安達桂香、Ravindra Pal Singh、大谷郁、園元謙二、中山二郎
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Clostridium perfringensの毒素産生制御に関わる内在性クラムクエンチングの解析2017

    • 著者名/発表者名
      安達桂香、Ravindra Pal Singh、園元謙二、中山二郎
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Metabolic-linked pH-drop quenches VirSR quorum sensing in Clostridium perfringens2017

    • 著者名/発表者名
      Keika Adachi, Jiro Nakayama
    • 学会等名
      6th ASM Cell-Cell communication in Bacteria
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Clostridium perfringensの毒素発現を制御する内在性クオラムクエンチングの実態解明2016

    • 著者名/発表者名
      安達桂香、Ravindra Pal Singh、大谷郁、園元謙二、中山二郎
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Clostridium属細菌のagr様クオラムセンシング系における自己誘導ペプチドの検出2016

    • 著者名/発表者名
      神川美樹、安達桂香、大久保謙一、大谷郁、岡健太郎、高橋志達、園元謙二、中山二郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度西日本支部大会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] Biotechnological Applications of Quorum Sensing Inhibitors2018

    • 著者名/発表者名
      Basit Yousuf, Keika Adachi, Jiro Nakayama
    • 出版者
      Springer Nature
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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