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黄色ブドウ球菌新規TAシステムによるDNAトポロジー制御機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K08776
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)
研究機関広島大学

研究代表者

加藤 文紀  広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (70452589)

研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード黄色ブドウ球菌 / トキシン・アンチトキシンシステム / DNAジャイレース / 細胞死 / DNAトポロジー / DNA gyrase inhibitor / Toxin-antitoxin system / Staphylococcus aureus / TAシステム / 細菌 / 遺伝子 / 生理活性 / 発現制御 / 感染症
研究成果の概要

トキシン・アンチトキシン(TA)システムは、細菌に広く存在する機構であり、ストレス応答、バイオフィルム形成や、パーシスター形成に関与している。本研究において、新規に見出したTAシステムの機能及び生理的な役割の解明を行った。本研究により、新規TAシステムを構成するトキシンは(1)細菌において必須遺伝子であり、複製・転写に関与するDNAジャイレースを阻害する、(2)トキシン活性に重要なアミノ酸残基を同定した、(3)トキシンはアルファヘリックス構造を形成することを明らかにした。本研究成果は、黄色ブドウ球菌のみならず細菌のTAシステム分野において新規な知見及び抗菌薬開発の基盤情報を提供するものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、アミノ酸配列相同検索からは、機能を推測できない黄色ブドウ球菌の機能未解明なタンパク質の活性を生化学的に詳細に解析することで、黄色ブドウ球菌の新規なTAシステムであることを明らかにした。現在においても、ゲノム配列は解読されているが、機能未知な遺伝子は多数存在しており、それら遺伝子の機能解明に繋がることが期待される。さらに新規に見出したトキシンは真核生物には存在しない必須遺伝子であるDNAジャイレースを標的とする事から、黄色ブドウ球菌のみならず細菌感染症治療のための新規な抗菌薬開発の基盤情報を提供するものである。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ラトガース大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ラトガース大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ラトガース大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Rutgers University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Genome-wide screening for identification of novel toxin-antitoxin systems in Staphylococcus aureus2019

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Kato, Satoshi Yoshizumi, Yoshihiro Yamaguchi, Masayori Inouye
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 85 号: 20

    • DOI

      10.1128/aem.00915-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deletion of mazF increases Staphylococcus aureus biofilm formation in an ica-dependent manner2017

    • 著者名/発表者名
      Kato Fuminori、Yabuno Yusuke、Yamaguchi Yoshihiro、Sugai Motoyuki、Inouye Masayori
    • 雑誌名

      Pathogens and Disease

      巻: 75 号: 5 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1093/femspd/ftx026

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ゲノム上に存在する黄色ブドウ球菌新規Toxin-Antitoxin systemの探索2020

    • 著者名/発表者名
      加藤 文紀、山口 良弘、Masayori Inouye
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNA Gyraseを阻害する黄色ブドウ球菌TAシステムの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      加藤文紀
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of Staphylococcus aureus toxin-antitoxin system targeting DNA gyrase2019

    • 著者名/発表者名
      加藤文紀 Masayori Inouye
    • 学会等名
      第52回広島大学歯学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Secondary structure analysis of DNA gyrase inhibitor derived from Staphylococcus aureus by Vacuum-ultraviolet circular-dichroism spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Kato, Koichi Matsuo
    • 学会等名
      The 23rd Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 黄色ブドウ球菌新規Toxin-AntitoxinシステムのToxinはDNA gyraseを阻害する2018

    • 著者名/発表者名
      加藤文紀
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 黄色ブドウ球菌新規Toxin-antitoxinシステムの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      加藤文紀、山口良弘、井上正順
    • 学会等名
      第71回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 黄色ブドウ球菌の新規Type II Toxin-Antitoxinシステムの探索2018

    • 著者名/発表者名
      加藤文紀 吉住敏 山口良弘 井上正順
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規黄色ブドウ球菌トキシン・アンチトキシンシステムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      加藤 文紀 井上正順
    • 学会等名
      第12回日本ゲノム微生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 黄色ブドウ球菌新規トキシン・アンチトキシンシステムの探索2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 文紀 Masayori Inouye
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A search for novel Toxin-antitoxin systems in Staphylococcus aureus2017

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Kato, Masayori Inouye
    • 学会等名
      International Union of Microbiological Societies, Singapore
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 黄色ブドウ球菌タイプIIトキシン・アンチトキシンシステムの探索2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 文紀 山口良弘 井上正順
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-10-24   更新日: 2022-02-21  

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