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リボヌクレアーゼによるRNA分解・切断を介した病原性の制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K15143
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

尾花 望  筑波大学, 医学医療系, 助教 (00722688)

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 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードRNA / リボヌクレアーゼ / バイオフィルム / 温度応答 / 細胞外マトリクス / ウェルシュ菌 / バイオフィルムマトリクス / 温度 / ribonuclease / Clostridium / RNA processing / virulence factor / Ribonulcease / degradosome / RNA切断 / IV型線毛遺伝子 / 毒素遺伝子
研究成果の概要

RNAを介した制御は素早い環境適応に重要な役割を果たすと考えられるが、本属菌の病原性との関連や、RNA切断・分解の詳細な分子機構の知見は少ない。本研究では、ウェルシュ菌のバイオフィルムの形態変化にはmRNA切断を介した転写後制御が重要であることを見出した。本菌では高ストレス耐性を有するバイオフィルム形成に必須である細胞外マトリクスの生産は温度によって制御される。細胞外マトリクス遺伝子は集団中に不均一に発現しており、また、温度に応答したマトリクス遺伝子の不均一な発現にはリボヌクレアーゼYを介した転写後mRNA切断が必要であることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ウェルシュ菌は国内での患者数第3位の食中毒細菌であり、本菌が環境中に生残するメカニズムの解明は重要である。本菌は宿主の体温より低い温度に応答して自らを繊維状タンパク質(細胞外マトリクス)で覆い、強固な集団(バイオフィルム)を形成することで、酸素および抗生物質に対する耐性を向上させることを発見した。このバイオフィルム形成にはRNAの切断を介した遺伝子発現制御機構が必須であることを見出した。バイオフィルムマトリクスやRNA制御に着目したバイオフィルム除去法および食中毒や感染症の予防・治療法の開発が期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Diversity of physical properties of bacterial extracellular membrane vesicles revealed through atomic force microscopy phase imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Yousuke、Obana Nozomu、Toyofuku Masanori、Kodera Noriyuki、Soma Takamitsu、Ando Toshio、Fukumori Yoshihiro、Nomura Nobuhiko、Taoka Azuma
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 12 号: 14 ページ: 7950-7959

    • DOI

      10.1039/c9nr10850e

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature-regulated heterogeneous extracellular matrix gene expression defines biofilm morphology in Clostridium perfringens2020

    • 著者名/発表者名
      Obana N, Nakamura K, Nomura N.
    • 雑誌名

      NPJ Biofilms Microbiomes

      巻: 6 号: 1 ページ: 29-29

    • DOI

      10.1038/s41522-020-00139-7

    • NAID

      120007147871

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fungal mycelia and bacterial thiamine establish a mutualistic growth mechanism.2020

    • 著者名/発表者名
      Abeysinghe G, Kuchira M, Kudo G, Masuo S, Ninomiya A, Takahashi K, Utada AS, Hagiwara D, Nomura N, Takaya N, Obana N, Takeshita N.
    • 雑誌名

      Life Sci Alliance

      巻: 3 号: 12 ページ: e202000878-e202000878

    • DOI

      10.26508/lsa.202000878

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Competence-stimulating peptide-dependent localized cell death and extracellular DNA production in Streptococcus mutans biofilms2020

    • 著者名/発表者名
      Nagasawa R, Yamamoto T, Utada AS, Nomura N, Obana N
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 86 号: 23 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1128/aem.02080-20

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 細菌(研究者)の環境適応戦略2021

    • 著者名/発表者名
      尾花 望
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌が産生するメンブレンベシクルによる 免疫誘導とワクチンプラットフォームへの応用2020

    • 著者名/発表者名
      尾花 望
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 転写後制御を介した不均一性の制御2020

    • 著者名/発表者名
      尾花 望
    • 学会等名
      2020年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細菌が能動的に産生する多様な細胞外膜小胞2020

    • 著者名/発表者名
      尾花 望
    • 学会等名
      第7回日本細胞外小胞学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Temperature-dependent Type IV pili regulation via RNA processing2020

    • 著者名/発表者名
      尾花 望、中村幸治、野村暢彦
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Environmentally regulated cell fate shapes biofilm of Clostridium perfringens2019

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Obana, Nobuhiko Nomura
    • 学会等名
      Clostpath 11
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微生物の集団形成による環境適応2019

    • 著者名/発表者名
      尾花 望
    • 学会等名
      2018年度べん毛研究交流会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウェルシュ菌のバイオフィルム中の役割分担2018

    • 著者名/発表者名
      尾花 望
    • 学会等名
      細菌学若手コロッセウム in Okayama 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 嫌気性食中毒細菌集団中の役割分担2018

    • 著者名/発表者名
      尾花 望、田伏義彦、野村暢彦
    • 学会等名
      第52回ビブリオシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオフィルム(集団)形成が生み出す微生物活性2018

    • 著者名/発表者名
      尾花 望、野村暢彦
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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