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細菌感染時の異なるステージを制御するBeclin 1の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K07537
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49050:細菌学関連
研究機関京都大学

研究代表者

相川 知宏  京都大学, 医学研究科, 助教 (70725499)

研究分担者 野澤 孝志  京都大学, 医学研究科, 准教授 (10598858)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019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A群レンサ球菌 / Beclin 1 / 細胞侵入 / AKT/PKB / ILK1 / オートファジー
研究開始時の研究の概要

エンドサイトーシスとゼノファジーの両者を制御するBeclin 1は、細胞内の感染防御システムにとり“要の分子”であるが、両応答は異なる感染ステージで誘導されることから、Beclin 1の活性化メカニズムや相互作用分子もステージごとに異なると予測される。そこで、ステージごとにBeclin 1と相互作用する分子を同定するとともに、Beclin 1の持つ複数のリン酸化部位が、「何」により、「どの」感染ステージでリン酸化されるのか、そして、このリン酸化がエンドサイトーシスやゼノファジーを制御し得るかを評価することで、Beclin 1による細菌感染制御機構を明らかにする。

研究成果の概要

Beclin 1は、栄養飢餓時に誘導される細胞内の非選択的自己成分分解機構であるオートファジーと細菌感染時に誘導される選択的オートファジーの両者の誘導に重要である。我々はこれまでにBeclin 1が細菌の細胞侵入を制御することを明らかにしているが、本研究においてBeclin 1を構成する3つの領域のうち、ECDがA群レンサ球菌の細胞侵入を制御する責任領域であると同定した。また、詳細なシグナル解析から、A群レンサ球菌は宿主細胞のインテグリンへの結合を介してILK1を活性化し、これがAKTの活性化、最後にBeclin1-ECDの活性化を介してGASの細胞侵入を制御していることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Beclin 1が細菌に対する選択的オートファジーの制御だけでなく、細菌の宿主細胞への侵入制御にも関与することは、本分子が異なる感染ステーシにおいて重要なマルチロールプレーヤーとして宿主の感染制御に貢献していることを示唆している。本研究で得られた結果は、細菌と宿主間の相互作用を明らかにする上で学術的に意義のあるものであり、また細菌感染を制御する新たな薬剤の標的としてBeclin 1およびその相互作用分子の有用性を示したことは、社会的に意義があったと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Single-chain variable fragment (scFv) targeting streptolysin O controls group A Streptococcus infection.2021

    • 著者名/発表者名
      Aikawa C, Kawashima K, Fukuzaki C, Nakakido M, Murase K, Nozawa T, Tsumoto K, Nakagawa I
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 20 ページ: 177-183

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.06.021

    • 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] Characterization of a putative maltodextrin-binding protein of Streptococcus pyogenes, SPs0871 and the development of a VHH inhibitor2021

    • 著者名/発表者名
      Yamawaki T, Nakakido M, Ujiie K, Aikawa C, Nakagawa I, Tsumoto K
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 6 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.05.056

    • 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] TBC1D9 regulates TBK1 activation through Ca2+ signaling in selective autophagy.2020

    • 著者名/発表者名
      Nozawa T, Sano S, Minowa-Nozawa A, Toh H, Nakajima S, Murase K, Aikawa C, Nakagawa I.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 11 号: 1 ページ: 770-770

    • DOI

      10.1038/s41467-020-14533-4

    • NAID

      120006840172

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Group A Streptococcus establishes pharynx infection by degrading the deoxyribonucleic acid of neutrophil extracellular traps.2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka M, Kinoshita-Daitoku R, Kiga K, Sanada T, Zhu B, Okano T, Aikawa C, Iida T, Ogura Y, Hayashi T, Okubo K, Kurosawa M, Hirahashi J, Suzuki T, Nakagawa I, Nangaku M, Mimuro H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 3251-3251

    • DOI

      10.1038/s41598-020-60306-w

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Group A Streptococcus NAD-Glycohydrolase Inhibits Caveolin 1-Mediated Internalization Into Human Epithelial Cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Toh H, Lin CY, Nakajima S, Aikawa C, Nozawa T, Nakagawa I.
    • 雑誌名

      Front Cell Infect Microbiol.

      巻: 9 ページ: 398-398

    • DOI

      10.3389/fcimb.2019.00398

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Group A Streptococcus modulates RAB1- and PIK3C3 complex-dependent autophagy.2019

    • 著者名/発表者名
      Toh H, Nozawa T, Minowa-Nozawa A, Hikichi M, Nakajima S, Aikawa C, Nakagawa I.
    • 雑誌名

      Autophagy

      巻: 14 号: 2 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1080/15548627.2019.1628539

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A群レンサ球菌の増殖に必要な鉄獲得機構に対する阻害剤の探索2021

    • 著者名/発表者名
      相川 知宏, 長門石 曉, 中木戸 誠, 妹尾 暁暢, 星野 将人, 野澤孝志, 村瀬一典, 津本 浩平, 中川 一路
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化合物 H1 の A 群レンサ球菌増殖抑制メカニズムおよび抗菌薬と の併用効果の検証2020

    • 著者名/発表者名
      相川 知宏,星野 将人,中木戸 誠,長門石 曉,村瀬 一典, 津本 浩平,中川 一路
    • 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

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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