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細菌の膜小胞を介した物質受け渡し機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H02866
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

豊福 雅典  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (30644827)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードメンブレンベシクル / 微生物間相互作用 / 細菌間コミュニケーション / ファージ / シグナル伝達 / 細胞外膜小胞 / 細菌間相互作用 / 膜小胞 / 細胞間相互作用 / 微生物間コミュニケーション
研究開始時の研究の概要

細菌は多様な機能を持つ細胞外膜小胞(メンブレンベシクル(MV))を放出し、生物学的に重要な役割を果たすと共にワクチン開発にも応用されている。MVは細胞間での物質運搬にも関わっており、その積荷が細胞に渡されていることは、数多くの研究例で実証されている。しかしながら、その詳細な過程やメカニズムについては全く理解されていない。本研究は、MVによる物質受け渡しプロセスとそのメカニズムの解明を目指す。

研究成果の概要

ほとんどの細菌は多様な機能を持つ細胞外膜小胞(メンブレンベシクル(MV))を放出する。MVが細菌間相互作用で機能を発揮するには、周囲の細胞にその積荷を受け渡すことが必須となる。MVの積荷が細胞に渡されていることは、数多くの研究例で実証されているにも関わらず、その詳細な過程やメカニズムについては全く理解されていなかった。本課題では、MVの受け渡し機構を解明するために、その機能性に影響を与えることが明らかとなってきている形成機構も踏まえて、解析を行った結果、MVの新たな機能とその受け渡しプロセスの一端について解明できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

MVはDNA、RNA、タンパク質、シグナル化合物などを運搬することで、遺伝子の水平伝播や細菌間コミュニケーション、抗生物質耐性等、多くの機能を併せ持ち、細菌の進化や生存戦略の根幹にも関わる。さらには、MVは生物材料としても非常に注目され、創薬などで新たな分野を切り拓いている。本課題の成果によって、MVに関する基礎的な知見が得られて、それをターゲットにした、微生物利用、制御分野に新たな切り口を提供することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 5件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 14件) 図書 (1件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] チューリッヒ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 高麗大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] チューリッヒ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Nanyang Technological University(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] チューリッヒ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Composition and functions of bacterial membrane vesicles2023

    • 著者名/発表者名
      Toyofuku Masanori、Schild Stefan、Kaparakis-Liaskos Maria、Eberl Leo
    • 雑誌名

      Nature Reviews Microbiology

      巻: in press 号: 7 ページ: 415-430

    • DOI

      10.1038/s41579-023-00875-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The role of peptidoglycan hydrolases in the formation and toxicity of Pseudomonas aeruginosa membrane vesicles2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Yi-Chi、Kalawong Ratchara、Toyofuku Masanori、Eberl Leo
    • 雑誌名

      microLife

      巻: 3 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1093/femsml/uqac009

    • 関連する報告書
      2022 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] Physical Properties and Shifting of the Extracellular Membrane Vesicles Attached to Living Bacterial Cell Surfaces2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Yousuke、Toyofuku Masanori、Ichinaka Yuki、Kiyokawa Tatsunori、Obana Nozomu、Nomura Nobuhiko、Taoka Azuma
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 10 号: 6 ページ: 02165-22

    • DOI

      10.1128/spectrum.02165-22

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Single Shot of Vesicles2022

    • 著者名/発表者名
      Toyofuku Masanori、Kikuchi Yousuke、Taoka Azuma
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 37 号: 6 ページ: n/a

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME22083

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controllable secretion of multilayer vesicles driven by microbial polymer accumulation2022

    • 著者名/発表者名
      Koh Sangho、Sato Michio、Yamashina Kota、Usukura Yuki、Toyofuku Masanori、Nomura Nobuhiko、Taguchi Seiichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-022-07218-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phage Genes Induce Quorum Sensing Signal Release through Membrane Vesicle Formation2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Marina、Yamamoto Tatsuya、Nagakubo Toshiki、Morinaga Kana、Obana Nozomu、Nomura Nobuhiko、Toyofuku Masanori
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 37 号: 1 ページ: n/a

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME21067

    • NAID

      130008144944

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Autolysis‐mediated membrane vesicle formation in Bacillus subtilis2021

    • 著者名/発表者名
      Abe Kimihiro、Toyofuku Masanori、Nomura Nobuhiko、Obana Nozomu
    • 雑誌名

      Environmental Microbiology

      巻: - 号: 5 ページ: 2632-2647

    • DOI

      10.1111/1462-2920.15502

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biogenesis of Outer Membrane Vesicles Concentrates the Unsaturated Fatty Acid of Phosphatidylinositol in Capnocytophaga ochracea2021

    • 著者名/発表者名
      Naradasu Divya、Miran Waheed、Sharma Shruti、Takenawa Satoshi、Soma Takamitsu、Nomura Nobuhiko、Toyofuku Masanori、Okamoto Akihiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 12 ページ: 682685-682685

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.682685

    • 関連する報告書
      2021 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] Mycolic acid-containing bacteria trigger distinct types of membrane vesicles through different routes2021

    • 著者名/発表者名
      Nagakubo Toshiki、Tahara Yuhei O.、Miyata Makoto、Nomura Nobuhiko、Toyofuku Masanori
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 1 ページ: 102015-102015

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.102015

    • 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] 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] Involvement of membrane vesicles in long‐chain‐ AHL delivery in Paracoccus species2020

    • 著者名/発表者名
      Morinaga Kana、Nagakubo Toshiki、Nomura Nobuhiko、Toyofuku Masanori
    • 雑誌名

      Environmental Microbiology Reports

      巻: 12 号: 3 ページ: 355-360

    • DOI

      10.1111/1758-2229.12843

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sex Steroids Induce Membrane Stress Responses and Virulence Properties in Pseudomonas aeruginosa2020

    • 著者名/発表者名
      Vidaillac Celine、......Toyofuku Masanori、.....Henriques Normark Birgitta、Chotirmall Sanjay H.
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 11 号: 5

    • DOI

      10.1128/mbio.01774-20

    • 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] Cracking open bacterial membrane vesicles2020

    • 著者名/発表者名
      Nagakubo T, Nomura N, Toyofuku M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 10 ページ: 3026-3026

    • DOI

      10.3389/fmicb.2019.03026

    • NAID

      120007132782

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Peculiarities of biofilm formation by Paracoccus denitrificans and associated factors2020

    • 著者名/発表者名
      Morinaga K, Yoshida K, Takahashi K, Nomura N, Toyofuku M
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 104 号: 6 ページ: 2427-2433

    • DOI

      10.1007/s00253-020-10400-w

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bacterial communication through membrane vesicles2019

    • 著者名/発表者名
      Toyofuku M
    • 雑誌名

      Biotechnol Biochem

      巻: 83 号: 9 ページ: 1599-1605

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1608809

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Streptococcus mutansの微生物間コミュニケーションを介した膜小胞の産生2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤碧美、山本千佳、永沢亮、尾花望、野村暢彦、豊福雅典
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Membrane vesicle formation is triggered by cell death via quorum sensing in Streptococcus mutans2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤碧美、山本千佳、永沢亮、尾花望、野村暢彦、豊福雅典
    • 学会等名
      International Symposium on Microbial Ecology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Streptococcus mutansの微生物間コミュニケーションを介した膜小胞の形成2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤碧美、山本千佳、永沢亮、尾花望、野村暢彦、豊福雅典
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第35回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Applying single cell imaging to understand bacterial membrane vesicle transport2022

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イメージングで捉える細菌の細胞外膜小胞輸送」2022

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      第95回 細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bacterial Interactions Through Membrane Vesicles2021

    • 著者名/発表者名
      Masanori Toyofuku
    • 学会等名
      FEMS-ASM World Microbe Forum
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bacterial communication through MVs2021

    • 著者名/発表者名
      Masanori Toyofuku
    • 学会等名
      EMBO workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 膜小胞を介した細菌間コミュニケーションの研究2021

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      日本微生物学連盟 野本賞 受賞講演
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bacterial Trafficking of Biomolecules Through Membrane Vesicles2021

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      Annual meeting of electrokinetic society Japan
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メンブレンベシクル形成機構の多様性と普遍性2021

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細菌における多様なMV形成機構2020

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      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] Bacterial membrane vesicle formation through cell death2020

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物が放出する多様なベシクル2020

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      高分子と水・分離に関する研究会および2019年度界面動電現象研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MV形成機構におけるパラダイムシフトとその応用2020

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 細菌のメンブレンベシクル形成機構と機能2019

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      第10回 愛媛微生物学ネットワーク
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ベシクルを介した細菌の化学コミュニケーション2019

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      第14回化学生態研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] How do bacteria “really” communicate2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Toyofuku
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019,
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Bacterial Membrane Vesicles2020

    • 著者名/発表者名
      Toyofuku M, Tashiro Y, Nomura N, Eberl L
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/alumni.tsukuba.ac.jp/masatoyofuku/home

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      https://sites.google.com/alumni.tsukuba.ac.jp/masatoyofuku/home

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究者総覧

    • URL

      https://trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000003299

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      http://www.envr.tsukuba.ac.jp/~microbio/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 対象物質が封入された膜小胞の製造方法2020

    • 発明者名
      豊福雅典、野村暢彦、臼倉雄紀
    • 権利者名
      豊福雅典、野村暢彦、臼倉雄紀
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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