| 研究課題/領域番号 |
19K07564
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分49050:細菌学関連
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| 研究機関 | 東京農業大学 |
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研究代表者 |
川崎 信治 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (50339090)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 嫌気性菌 / ビフィズス菌 / クロストリジウム菌 / 乳酸菌 / 活性酸素 / O2感受性 / O2耐性 / H2O2 / H2O2感受性 / 酸素感受性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者は嫌気性菌のO2感受性機構の解明を目的として、偏性嫌気性菌のクロストリジウム菌やビフィズス菌を用いて研究を行っている。これまでに高いプロバイオティクス活性を持つ乳児由来のビフィズス菌：Bifidobacterium infantisが低濃度のO2下で生育が著しく阻害されることを報告した。本菌株からO2感受性の原因となる活性酸素H2O2を生成する酵素の同定に成功し、１つの酵素反応がビフィズス菌のO2感受性を左右する可能性が推定された。本研究ではビフィズス菌のO2感受性の原因酵素を同定し、O2に高い感受性を示すが故に産業上未利用の有用菌種の育種開発に貢献することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
申請者は嫌気性菌のO2感受性機構の解明を目的として、絶対嫌気性菌のクロストリジウム菌や嫌気性菌のビフィズス菌、酸素感受性の乳酸菌を用いて研究を行っている。ビフィズス菌は乳児腸内菌叢の優占種であり、高いプロバイオティクス効果を持つ。健康や医療分野での利用が期待されるが、高いO2感受性をもつが故に産業利用が困難である。これまでに高いプロバイオティクス活性を持つ乳児由来のビフィズス菌:Bifidobacterium infantisが低濃度のO2下で生育が著しく阻害されることを見いだし、本菌株からO2感受性の原因となる活性酸素H2O2を生成する酵素を同定した。また本酵素をコードする遺伝子をO2耐性株のB. minimumに導入したところ、B. minimumがO2感受性に変化した。本結果から、1つの原因酵素がビフィズス菌のO2感受性を左右する可能性を推定し、研究を進めている。これまでにO2に高い感受性を示すビフィズス菌を用いて、O2感受性に関与する原因酵素の分布調査を行った。その結果、O2高感受性株:B. infantisに加え、主に成人腸内に生息するB. adolescentisも高いO2感受性を示すことを見いだした。そこでB. adolescentisのO2に対する生育挙動と、H2O2生成酵素の酵素化学的な諸性質の解析を行った。その結果、本酵素がO2に対して高い親和性を持つことを検出し、さらにB. infantisと同様の機構にてH2O2生産に関与する原因酵素として機能しうることが強く示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本申請課題では、O2に高い感受性を示すビフィズス菌のO2感受性に関与する原因酵素の同定を目的として研究を行っている。申請者はB. infantisで同定された原因酵素の機能性を強化するために、B. infantisと同様に高いO2感受性を示すB. adolescentisを用いて、B. infantis にて得られた知見の共通性と多様性に関する調査を行った。B. adolescentisのH2O2生成酵素の存在を同定し、本酵素の酵素化学的な諸性質の解析を行った。その結果、本酵素がO2に対して高い親和性を持つことが判明し、H2O2生成酵素として機能しうることを強く示唆する結果を得た。また自然界由来の様々なサンプルからO2耐性能の高い株、ならびにO2感受性が高い株の単離と同定を行った。その結果、大気下でコロニー形成が可能なビフィズス菌株を検出し、その単離と同定を行った。
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| 今後の研究の推進方策 |
大気下でコロニー形成が可能なビフィズス菌株の単離と同定に関しては、国際誌へ発表予定である。また、本申請課題にて得られた研究成果を統合して、O2に高い感受性を示すが故に産業上で未利用の有用菌種の育種開発に貢献するための知見を総合的に考察したい。
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