バイオフィルム形成因子の全ゲノム探索を足掛かりとした肺MAC症の難治化機序の解明

• 研究課題/領域番号: 18K08172
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53030:呼吸器内科学関連
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 立石 善隆 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (30433296)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: トランスポゾン / 次世代シーケンシング / 非結核性抗酸菌症 / 非結核性抗酸菌 / バイオフィルム / オミクッス解析

研究成果の概要

肺MAC症の起因菌である非結核性抗酸菌に対して、トランスポゾン（動く遺伝子）変異システムと次世代シーケンシング技術を駆使して、全ゲノムレベルでの生存必須遺伝子およびバイオフィルム形成必須遺伝子を同定した。これらの必須遺伝子が司る代謝経路を阻害することで、菌の増殖が阻止されることを細菌学的実験により証明した。非結核性抗酸菌の生存必須遺伝子ならびにバイオフィルム形成必須遺伝子のリストは、新規治療薬開発の重要な基盤情報となる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回、主要な非結核性抗酸菌であるマイコバクテリウム・イントラセルラーエに対して、トランスポゾン（動く遺伝子）による変異株ライブラリーの作成と次世代シーケンサーによる全ゲノムシーケンシングを組み合わせたトランスポゾンシーケンシングを行い、全ゲノム規模で生存必須遺伝子の同定を行いました。
今回同定した生存必須遺伝子群は、非結核性抗酸菌の薬剤標的となるため、肺MAC症に対する新しい治療薬の開発において重要な情報源となります。

研究成果

• [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)
• [国際共同研究] ミネソタ大学/微生物学教室(米国)
• [雑誌論文] Structure-Activity Relationships of Pyrazolo[1,5-a]pyrimidin-7(4H)-ones as Antitubercular Agents. (2021)
  • 著者名/発表者名: Oh S, Libardo MDJ, Azeeza S, Pauly GT, Roma JSO, Sajid A, Tateishi Y, Duncombe C, Goodwin M, Ioerger TR, Wyatt PG, Ray PC, Gray DW, Boshoff HIM, Barry CE 3rd.
  • 雑誌名: ACS Infect Dis. 巻: 7 号: 2 ページ: 479-492
  • DOI: 10.1021/acsinfecdis.0c00851
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Higher genome mutation rates of Beijing lineage of Mycobacterium tuberculosis during human infection (2020)
  • 著者名/発表者名: Hakamata M, Takihara H, Iwamoto T, Tamaru A, Hashimoto A, Tanaka T, Kaboso SA, Gebretsadik G, Ilinov A, Yokoyama A, Ozeki Y, Nishiyama A, Tateishi Y, Moro H, Kikuchi T, Okuda S, Matsumoto S.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 10 号: 1 ページ: 17997-17997
  • DOI: 10.1038/s41598-020-75028-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide identification of essential genes in Mycobacterium intracellulare by transposon sequencing - Implication for metabolic remodeling. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tateishi Y, Minato Y, Baughn AD, Ohnishi H, Nishiyama A, Ozeki Y, Matsumoto S.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 10 号: 1 ページ: 5449-5449
  • DOI: 10.1038/s41598-020-62287-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characteristic profile of antibody responses to PPD, ESAT-6, and CFP-10 of Mycobacterium tuberculosis in pulmonary tuberculosis suspected cases in Surabaya, Indonesia. (2019)
  • 著者名/発表者名: Dewi DNSS, Mertaniasih NM, Soedarsono, Ozeki Y, Artama WT, Fihiruddin, Niki M, Tateishi Y, Ato M, Matsumoto S.
  • 雑誌名: Braz J Infect Dis 巻: 23 号: 4 ページ: 246-253
  • DOI: 10.1016/j.bjid.2019.07.001
• [雑誌論文] Serum antibody profiles in individuals with latent Mycobacterium tuberculosis infection (2019)
  • 著者名/発表者名: Maekura Ryoji、Kitada Seigo、Osada‐Oka Mayuko、Tateishi Yoshitaka、Ozeki Yuriko、Fujicawa Takeya、Miki Mari、Jyunnko Ogawa、Mori Masahide、Matsumoto Sohkichi
  • 雑誌名: Microbiology and Immunology 巻: 63 号: 3-4 ページ: 130-138
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12674
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Significance of a histone-like protein with its native structure for the diagnosis of asymptomatic tuberculosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohara Yukiko、Ozeki Yuriko、Tateishi Yoshitaka、Mashima Tsukasa、Arisaka Fumio、Tsunaka Yasuo、Fujiwara Yoshie、Nishiyama Akihito、Yoshida Yutaka、Kitadokoro Kengo、Kobayashi Haruka、Kaneko Yukihiro、Nakagawa Ichiro、Maekura Ryoji、Yamamoto Saburo、Katahira Masato、Matsumoto Sohkichi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 号: 10 ページ: 0204160-0204160
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0204160
  • NAID: 120006534592
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Comparative genomic analysis of M. intracellulare clinical strains. (2021)
  • 著者名/発表者名: 立石 善隆、尾関 百合子、西山 晃史、松本 壮吉
  • 学会等名: 第94回日本細菌学会総会.
• [学会発表] Transposon sequencingによる非結核性抗酸菌の生存必須遺伝子とバイオフィルム形成必須遺伝子の検出. (2020)
  • 著者名/発表者名: 立石 善隆、港 雄介、西山 晃史、尾関 百合子、松本 壮吉.
  • 学会等名: 第34バイオフィルム学会、第57日本細菌学会中部支部会.
• [学会発表] Genome-wide identification of essential genes in nontuberculous mycobacteria (2020)
  • 著者名/発表者名: 立石善隆、松本壮吉
  • 学会等名: 第93回日本細菌学会総会
• [学会発表] トランスポゾンシーケンシングによる非結核性抗酸菌のペリクル形成因子の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 立石善隆、松本壮吉
  • 学会等名: 第33回日本バイオフィルム学会学術集会
• [学会発表] トランスポゾンシーケンシングによる非結核性抗酸菌のペリクル形成因子の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 立石善隆、松本壮吉
  • 学会等名: 第68回日本感染症学会東日本地方会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 機能ゲノム解析による非結核性抗酸菌のバイオフィルム形成因子の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 立石善隆
  • 学会等名: 第68回日本感染症学会東日本地方会学術集会
• [学会発表] Transposon sequencingを利用した非結核性抗酸菌のバイフィルム形成における必須遺伝子の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 立石 善隆
  • 学会等名: 日本細菌学会中部支部会
• [備考] 新潟大学医学部細菌学
  • URL: https://www.med-niigatauniv-bacteriol.org/