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バクテロイディア科細菌線毛の形成モデル─X線結晶構造解析と分子再構成実験─

研究課題

研究課題/領域番号 16H05504
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 形態系基礎歯科学
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), 客員研究員 (80150473)

研究分担者 今田 勝巳  大阪大学, 理学研究科, 教授 (40346143)
内藤 真理子  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (20244072)
庄子 幹郎  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10336175)
研究協力者 柴田 敏史  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2016年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード線毛 / 付着 / 細菌 / 歯周病 / 歯周病関連細菌 / 蛋白質 / 感染症 / 感染
研究成果の概要

Porphyromonas gingivalisは慢性歯周炎の最重要原因細菌である。本菌は歯周局所への付着に関与する線毛を有している。本線毛には2種類あり、Fim線毛とMfa線毛という。両線毛ともそれらを構成するタンパク質がリポタンパク質輸送系で菌体表面まで運ばれることを以前の私たちの研究で明らかにしてきた。本研究ではそれらの構成タンパク質の重合様式について、X線結晶構造解析、クライオ電子顕微鏡解析等を用い、C末端をドナー鎖とするドナー交換反応にて重合していることを明らかにした。この線毛形成機構はいままで線毛形成機構として報告されたものとは全く異なることから5型線毛と命名された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本では歯周病は40歳以上の成人の半数以上が罹患している慢性感染症であり、その原因は口腔内の細菌である。そのなかでもPorphyromonas gingivalisは最重要原因細菌であり、本菌の歯周病原性の理解は歯周病の治療あるいは予防のうえで重要と考えられる。本研究では本菌のもつ病原因子のなかで歯周局所への付着に関与する線毛についてその形成機構を詳細に解析した結果、いままで線毛形成機構として報告されたものとは全く異なる機構であることがわかった。この研究成果は今後、線毛の形成阻害をおこす方法、引いては本菌の歯周病原性を武装解除する方法を開発するうえで重要な知見を与えた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] PGN_0297 is an essential component of the type IX secretion system (T9SS) in Porphyromonas gingivalis: Tn-seq analysis for exhaustive identification of T9SS-related genes.2019

    • 著者名/発表者名
      Naito M, Tominaga T, Shoji M, Nakayama K.
    • 雑誌名

      Microbiol Immunol.

      巻: 63(1) 号: 1 ページ: 11-20

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12665

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Involvement of PorK, a component of the type IX secretion system, in Prevotella melaninogenica pathogenicity.2018

    • 著者名/発表者名
      Kondo Y, Sato K, Nagano K, Nishiguchi M, Hoshino T, Fujiwara T, Nakayama K.
    • 雑誌名

      Microbiol Immunol.

      巻: 62(9) 号: 9 ページ: 554-566

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12638

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immunoglobulin-like domains of the cargo proteins are essential for protein stability during secretion by the type IX secretion system.2018

    • 著者名/発表者名
      Sato K, Kakuda S, Yukitake H, Kondo Y, Shoji M, Takebe K, Narita Y, Naito M, Nakane D, Abiko Y, Hiratsuka K, Suzuki M, Nakayama K.
    • 雑誌名

      Mol Microbiol.

      巻: 110(1) 号: 1 ページ: 64-81

    • DOI

      10.1111/mmi.14083

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis triggers NLRP3-mediated inflammasome activation of macrophages in a bacterial gingipains-independent manner.2018

    • 著者名/発表者名
      Tokuju Okano, Hiroshi Ashida, Shiho Suzuki, Mikio Shoji, Koji Nakayama, Toshihiko Suzuki,
    • 雑誌名

      Eur. J. Immunol.

      巻: 48 号: 12 ページ: 1965-1974

    • DOI

      10.1002/eji.201847658

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [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

    • 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] Porphyromonas gingivalis gingipains による炎症抑制機構2018

    • 著者名/発表者名
      岡野徳壽,庄子幹郎,中山浩次,鈴木敏彦
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalis gingipainsによるMEK/ERK/AP-1およびIKK/NF-kBp65の活性化を介したCOX-2発現およびPGE2産生の誘導機構2018

    • 著者名/発表者名
      中山真彰,内藤真理子,橘理人,中山浩次,大原直也
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細菌9型分泌装置のコア構成蛋白質PorMの構造2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤啓子,岡田広大,中根大介,中山浩次,今田勝己
    • 学会等名
      第91回日本生化学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Structure of PorM, a core component of bacterial type IX secretion system2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤啓子,岡田広大,中根大介,中山浩次,今田勝己
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisの線毛蛋白質FimAの構造2018

    • 著者名/発表者名
      岡田広大,庄子幹郎,中山浩次,今田勝巳
    • 学会等名
      第23回べん毛研究交流会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] V 型線毛のクライ電子顕微鏡を用いた構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      柴田 敏史, 庄子 幹郎, 中山 浩次, Matthias Wolf
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [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
      第90回日本細菌学会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structure of FimA, a major component protein of fimbriae of Porphyromonas gingivitis2017

    • 著者名/発表者名
      Okada K, Nakayama K, Shoji M, Imada K
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The type IX secretion, gliding motility and the type V pilus2016

    • 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)
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] メンブレンヴェシクル2019

    • 発明者名
      中尾龍馬, 庄子幹郎, 中山浩次
    • 権利者名
      中尾龍馬, 庄子幹郎, 中山浩次
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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