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歯周病細菌の線毛構成タンパク質の輸送機構の解明とその阻害薬の探索

研究課題

研究課題/領域番号 19K10072
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57020:病態系口腔科学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

庄子 幹郎  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10336175)

研究分担者 今田 勝巳  大阪大学, 理学研究科, 教授 (40346143)
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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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)
キーワード歯周病細菌 / リポタンパク質 / 線毛 / 歯周病菌
研究開始時の研究の概要

細菌の線毛は、「宿主への定着」に関わる重要な装置である。
我々は、歯周病細菌の線毛は従来研究されてきた細菌の線毛とは全く異なる構造であるとともに新規な形成機構であることを報告してきた。
また、この新規な構造および線毛形成機構を持つ線毛(5型線毛と命名)は腸内バクテロイデス細菌などを含むバクテロイディア綱細菌に普遍的に存在することもわかった。
5型線毛の形成機構の特徴の一つは線毛構成タンパク質がリポタンパク質輸送機構で菌体表面に輸送されることであるが、この輸送機構は大腸菌などで解明されたリポタンパク質輸送機構とは異なる可能性がある。
本研究は、この輸送機構の詳細を解明することにある。

研究成果の概要

歯周病細菌であるPorphyromonas gingivalis(以下, ジンジバリス菌)はFim線毛およびMfa線毛と呼ばれる2種類の線毛を有する。これまでに我々はジンジバリス菌の線毛主要構成タンパク質であるFimAやMfa1がリポタンパク質として菌体外に分泌されたのち, 菌体表面上にあるアルギニン特異的プロテアーゼがそれらのタンパク質のN末端側を分解すると線毛の重合が起きることを見出していた。しかしながら, それらの菌体外への分泌は不明のままであった。本研究ではFimAを基にして内膜から外膜への輸送および菌体外分泌に関わるメカニズムの解明を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

慢性歯周炎の最重要関連細菌としてジンジバリス菌が知られている。ジンジバリス菌の病原因子として宿主への定着やバイオフィルム形成に関わる線毛がある。ジンジバリス菌の線毛はこれまでに知られている線毛とは異なる線毛形成機構を持つことから我々は新規の5型線毛と命名した。本研究の目的は線毛主要構成タンパク質の輸送・分泌に関わるメカニズムの詳細を明らかにすることである。その結果, FimAのN末端側のシステイン残基の後方にある2つの酸性アミノ酸が分泌に必須であることを見出した。さらにFimAを持いたコンディショナル発現系を構築し発現抑制または重合阻害する小分子をいくつか見出した。

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

    (31件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 7件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (15件) 備考 (7件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of the O-Glycoproteome of Porphyromonas gingivalis2022

    • 著者名/発表者名
      Veith PD, Shoji Mikio, Scott NE, Reynolds EC.
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 10 号: 1

    • DOI

      10.1128/spectrum.01502-21

    • 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] Insertional Inactivation of Prevotella intermedia OxyR Results in Reduced Survival with Oxidative Stress and in the Presence of Host Cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Naito M, Belvin BR, Shoji M, Gui Q, Lewis JP.
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9(3) 号: 3 ページ: 551-551

    • DOI

      10.3390/microorganisms9030551

    • 関連する報告書
      2020 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] Structure of polymerized type V pilin reveals assembly mechanism involving protease-mediated strand exchange2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Shibata, Mikio Shoji, Kodai Okada, Hideyuki Matsunami, Melissa Matthews, Katsumi Imada, Koji Nakayama and Matthias Wolf
    • 雑誌名

      Nature Microbiology

      巻: - 号: 6 ページ: 830-837

    • DOI

      10.1038/s41564-020-0705-1

    • 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] Type IX Secretion System Cargo Proteins Are Glycosylated at the C Terminus with a Novel Linking Sugar of the Wbp/Vim Pathway.2020

    • 著者名/発表者名
      Veith PD, Shoji M, O'Hair RAJ, Leeming MG, Nie S, Glew MD, Reid GE, Nakayama K, Reynolds EC.
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 11(5) 号: 5

    • DOI

      10.1128/mbio.01497-20

    • 関連する報告書
      2020 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] Effect of Porphyromonas gingivalis infection on gut dysbiosis and resultant arthritis exacerbation in mouse model2020

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto Yuta、Ouhara Kazuhisa、Munenaga Syuichi、Shoji Mikio、Ozawa Tatsuhiko、Hisatsune Jyunzo、Kado Isamu、Kajiya Mikihito、Matsuda Shinji、Kawai Toshihisa、Mizuno Noriyoshi、Fujita Tsuyoshi、Hirata Shintaro、Tanimoto Kotaro、Nakayama Koji、Kishi Hiroyuki、Sugiyama Eiji、Kurihara Hidemi
    • 雑誌名

      Arthritis Research & Therapy

      巻: 22 号: 1 ページ: 249-249

    • DOI

      10.1186/s13075-020-02348-z

    • 関連する報告書
      2020 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] PorA, a conserved C-terminal domain-containing protein, impacts the PorXY-SigP signaling of the type IX secretion system.2020

    • 著者名/発表者名
      Yukitake H, Shoji M, Sato K, Handa Y, Naito M, Imada K, Nakayama K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10(1) 号: 1 ページ: 21109-21109

    • DOI

      10.1038/s41598-020-77987-y

    • NAID

      120006980768

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biogenesis of Type V pili.2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji M, Shibata S, Sueyoshi T, Naito M, Nakayama K.
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: 64(10) 号: 10 ページ: 643-656

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12838

    • NAID

      120006988474

    • 関連する報告書
      2020 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] Transport and Polymerization of Porphyromonas gingivalis Type V Pili2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji M, Shibata S, Naito M, Nakayama K.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Microbiology

      巻: 2210 ページ: 61-73

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0939-2_7

    • ISBN
      9781071609385, 9781071609392
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Prevotella intermediaの oxyR 変異株における酸化ストレス耐性と宿主細胞侵入への影響2022

    • 著者名/発表者名
      内藤真理子, 庄子幹郎
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The assembly mechanism and structures of Type V pili.2022

    • 著者名/発表者名
      柴田敏史, 庄子幹郎, Matthias Wolf, 藤井潤
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 歯周病原菌Prevotella intermediaのoxyR変異株解析による酸化ストレス耐性と宿主細胞侵入における影響2021

    • 著者名/発表者名
      内藤真理子, 庄子幹郎
    • 学会等名
      2021年九州微生物研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisにおける一過的な遺伝子発現系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      庄子幹郎, 内藤真理子
    • 学会等名
      第63回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisにおける9型分泌機構の発現制御2021

    • 著者名/発表者名
      雪竹英治, 庄子幹郎, 中山浩次, 内藤真理子
    • 学会等名
      第63回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Insertional inactivation of oxyR results in reduced survival with oxidative stress and in the presence of host cells.2021

    • 著者名/発表者名
      内藤真理子, 庄子幹郎
    • 学会等名
      第63回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalis における主要Mfa1線毛バリアントであるMfa53の構造2021

    • 著者名/発表者名
      小島嶺, 柴田敏史, 竹川宜宏, 庄子幹郎, 今田勝巳
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 歯周病細菌の9型分泌機構により分泌されるタンパク質の新規糖鎖結合機構2021

    • 著者名/発表者名
      庄子幹郎, Paul Veith, 中山浩次, Eric Reynolds, 内藤真理子
    • 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
  • [学会発表] T9SS CTD タンパク質の一つであるPorAはT9SS構成タンパク質の遺伝子発現調節に関わる2021

    • 著者名/発表者名
      雪竹英治, 庄子幹郎, 佐藤啓子, 反田祐介, 内藤真理子, 今田勝巳, 中山浩次
    • 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
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisのFim線毛の形成機構2020

    • 著者名/発表者名
      庄子幹郎, 中山浩次, 内藤真理子
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisにおけるコンディショナル遺伝子発現系の構築2020

    • 著者名/発表者名
      庄子幹郎, 末吉峻幸, 内藤真理子
    • 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] Cryo-EM Structure of polymerized Type V pilus of P. gingivalis reveals assembly mechanism2020

    • 著者名/発表者名
      柴田敏史, 庄子幹郎, 松波秀行, Melissa Matthews, 今田勝巳, 中山浩次, Matthias Wolf
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 9型分泌機構の基質タンパク質であるPorAは二成分制御系PorXYとECFシグマ因子SigPの上流で正の制御因子として機能する2019

    • 著者名/発表者名
      庄子幹郎, 雪竹英治, 佐藤啓子, 内藤真理子, 中山浩次
    • 学会等名
      第72回日本細菌学会九州支部総会・第56回日本ウイルス学会九州支部総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 9型分泌機構(T9SS)のカーゴタンパク質PorAは、二成分制御系PorXYおよびECFシグマ因子SigPの上流でT9SS発現の調節因子として作用する2019

    • 著者名/発表者名
      中山浩次, 雪竹英治, 庄子幹郎, 佐藤啓子, 内藤真理子
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] PGN_0297(porG)はPorphyromonas gingivalisのIX型分泌機構の必須構成遺伝子である2019

    • 著者名/発表者名
      内藤真理子, 庄子幹郎, 中山浩次
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 長崎大学歯学部 口腔病原微生物学分野

    • URL

      http://www.de.nagasaki-u.ac.jp/education/dept_moi.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] クライオ電子顕微鏡解析とX線結晶構造解析を用いた5型線毛の構造と形成機構の解明

    • URL

      https://www.nagasaki-u.ac.jp/ja/about/info/science/science198.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 歯周病細菌における9型分泌機構構成遺伝子群の発現を調節する菌体表面タンパク質の発見

    • URL

      https://www.nagasaki-u.ac.jp/ja/about/info/science/science219.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] クライオ電子顕微鏡解析とX線結晶構造解析を用いた5型線毛の構造と形成機構の解明

    • URL

      http://www.nagasaki-u.ac.jp/ja/about/info/science/science198.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 人類の悩みのタネ、歯周病 病原細菌の付着装置を詳しく知る

    • URL

      https://www.oist.jp/ja/news-center/press-releases/34935

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 人類の悩みのタネ、歯周病をもたらす 歯周病菌5型線毛の構造と線毛形成のしくみを解明

    • URL

      https://www.sci.osaka-u.ac.jp/ja/topics/8425/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 人類の悩みのタネ、歯周病をもたらす 歯周病菌5 型線毛の構造と線毛形成のしくみを解明

    • URL

      http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2020/200414/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] メンブレンべシクル2019

    • 発明者名
      中尾龍馬、庄子幹郎、中山浩次
    • 権利者名
      中尾龍馬、庄子幹郎、中山浩次
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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