高密度Tn-Seq法を用いたⅨ型分泌機構に関わる遺伝子群のゲノムワイド解析

• 研究課題/領域番号: 17H04370
• 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: 内藤 真理子 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (20244072)
• 研究分担者: 坂井 詠子 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (10176612)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: 歯周病原菌 / ９型分泌機構 / Tn-Seq / 9型分泌機構 / 細菌 / 口腔細菌

研究成果の概要

T9SSに関わる遺伝子をPorphyromonas gingivalis の高密度Tn挿入変異体ライブラリーを作製、網羅的に探索した。その結果、PorG遺伝子がT9SSの必須遺伝子であること、これまでに関与が報告されていたGPPX遺伝子が関与しないことを明らかにした。さらにT9SS、輸送タンパク質の脂質修飾に関与する遺伝子群を同定、機能解析を行った。またT9SS輸送タンパク質内部の共通構造(Ig-like domain)の機能を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Porphyromonas gingivalisは現在でもほとんどの日本人の歯牙を失う原因である歯周病の主要な原因菌である。本研究では本菌の多様な病原因子の菌体外への輸送に働く輸送機構（９型分泌機構）の全容を把握するために、網羅的に必須遺伝子の同定を行った。また同定した必須遺伝子を機能でグループ分けを行うことができた。９型分泌機構は他の菌属には見られない特殊な機構である。その為、本研究の成果は歯周病原菌を標的にした新たな創薬開発に役立つ情報基盤として意義深いと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] 運動能の系統樹 : 生命の系統樹における運動システム進化についての提案 (2020)
  • 著者名/発表者名: M Miyata, R C Robinson, T QP Uyeda, Y Fukumori, S Fukushima, S Haruta, M Homma, K Inaba, M Ito, C Kaito, K Kato, TKenri, Y Kinosita, S Kojima, T Minamino, H Mori, S Nakamura, D Nakane, K Nakayama, M Nishiyama, S Shibata, K Shimabukuro, M Tamakoshi, A Taoka, Y Tashiro, ITulum, HiWada, K Wakabayashi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 25 号: 1 ページ: 6-21
  • DOI: 10.1111/gtc.12737
  • NAID: 130007881664
  • URL: https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019864
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structure of polymerized type V pilin reveals assembly mechanism involving protease-mediated strand exchange (2020)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Shibata, Mikio Shoji, Kodai Okada, Hideyuki Matsunami, Melissa Matthews, Katsumi Imada, Koji Nakayama and Matthias Wolf
  • 雑誌名: Nature Microbiology 巻: － 号: 6 ページ: 830-837
  • DOI: 10.1038/s41564-020-0705-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [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
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of genes encoding glycosyltransferases involved in lipopolysaccharide synthesis in Porphyromonas gingivalis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shoji M, Sato K, Yukitake H, Kamaguchi A, Sasaki Y, Naito M, Nakayama K.
  • 雑誌名: Mol Oral Microbiol. 巻: 33(1) 号: 1 ページ: 68-80
  • DOI: 10.1111/omi.12200
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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
  • 査読あり
• [学会発表] PGN_0297 (porG)はPorphyromonas gingivalisのIX型分泌機構の必須構成遺伝子である (2019)
  • 著者名/発表者名: 内藤真理子, 庄子幹郎, 中山浩次
  • 学会等名: 第92回日本細菌学会総会
• [学会発表] 9型分泌機構の基質タンパク質であるPorAは二成分制御系PorXYとECFシグマ因子SigPの上流で正の制御因子として機能する (2019)
  • 著者名/発表者名: 庄子幹郎, 雪竹英治, 佐藤啓子, 内藤真理子, 中山浩次
  • 学会等名: 第72回日本細菌学会九州支部総会・第56回日本ウイルス学会九州支部総会
• [学会発表] 9型分泌機構(T9SS)のカーゴタンパク質PorAは、二成分制御系PorXYおよびECFシグマ因子SigPの上流でT9SS発現の調節因子として作用する (2019)
  • 著者名/発表者名: 中山浩次, 雪竹英治, 庄子幹郎, 佐藤啓子, 内藤真理子
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] PGN_0297(porG)はPorphyromonas gingivalisのIX型分泌機構の必須構成遺伝子である (2019)
  • 著者名/発表者名: 内藤真理子, 庄子幹郎, 中山浩次
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] Glycosyltransferase-encoding genes involved in LPS synthesis in Porphyromonas gingivali (2018)
  • 著者名/発表者名: 1.庄子幹郎，佐藤啓子，雪竹英治，内藤真理子，中山浩次
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会
• [学会発表] 高密度Tn-seq法によるIX型分泌機構関連遺伝子の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 内藤真理子(代表)，庄子幹郎，中山浩次
  • 学会等名: 第70回日本細菌学会九州支部総会・第54回日本ウイルス学会九州支部総会