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酪酸産生菌 F. prausnitzii の糖代謝と機能性物質の産生

研究課題

研究課題/領域番号 20K05792
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38020:応用微生物学関連
研究機関東京農業大学

研究代表者

遠藤 明仁  東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (90445685)

研究分担者 梶川 揚申  東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (30646972)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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)
キーワードFaecalibacterium / 酪酸産生菌 / 腸内細菌 / 分類 / 定量 / 抗炎症性タンパク質 / ゲノム解析 / 抗炎症活性 / 菌種内多様性 / 定量法 / プレバイオティクス
研究開始時の研究の概要

酪酸産生菌である F. prausnitzii は消化管上部で分解、吸収されないオリゴ糖やヒト腸粘液中のムチンなどを代謝することでエネルギーを獲得していると考えられる。しかし、オリゴ糖やムチンの代謝及びそれに伴う機能性物質産生活性が十分に明らかにされていない。
本申請課題ではこれらを検討することで、本菌の生理学的特徴を理解すると共に、より効果的なオリゴ糖の摂取および本菌の産生する機能性物質の利用を考察し、食を通した予防医学の発展に寄与することを目的としている。

研究成果の概要

本研究は Faecalibacterium prausnitzii の分類が重要な問題を抱えており、その問題のためにヒト腸内における本菌の生態が誤って報告されてきたことを明らかにした。そこで本菌の分類を整理し、3種の新種の Faecalibacterium 属菌種を報告した。更に、本菌を正確に定量するための手法を新たに開発した。本菌は菌種ごとにそれぞれ異なるオリゴ糖代謝能を有し、その代謝により酪酸を産生した。
本菌が産生すると報告されている抗炎症性タンパク質であるMAMは全ての菌株のゲノムに保存されていた。一方で、その一次構造および立体構造は系統群間で大きく異なることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本菌は宿主であるヒトにとって有益な物質を産生するうえに様々な疾病患者の腸内で著しく減少していることから、健康な腸内マイクロバイオータを判定するためのバイオマーカーとしての利用が検討されていた。一方で、我々の研究により、これまでの報告には多くの誤りがあることが確認された。そこで我々は本菌の生態を正しく把握するための手法を開発した。本手法を利用することで本菌の生態を正しく理解することが可能になり、今後の本菌とヒトの健康の関係の理解や本菌の産業利用のための礎となる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件)

  • [国際共同研究] University of Turku(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] INRAE(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] IPLA-CSIC(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Turku(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] IPLA-CSIC(スペイン)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] New gene markers for classification and quantification of Faecalibacterium spp. in the human gut2023

    • 著者名/発表者名
      Tanno Hiroki、Chatel Jean-Marc、Martin Rebeca、Mariat Denis、Sakamoto Mitsuo、Yamazaki Masao、Salminen Seppo、Gueimonde Miguel、Endo Akihito
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Ecology

      巻: 99 号: 5

    • DOI

      10.1093/femsec/fiad035

    • 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] 16S rRNA gene sequence diversity in <i>Faecalibacterium prausnitzii-</i>complex taxa has marked impacts on quantitative analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Tanno Hiroki、Maeno Shintaro、Salminen Seppo、Gueimonde Miguel、Endo Akihito
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Ecology

      巻: 98 号: 1

    • DOI

      10.1093/femsec/fiac004

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genome-based, phenotypic and chemotaxonomic classification of Faecalibacterium strains: proposal of three novel species Faecalibacterium duncaniae sp. nov., Faecalibacterium hattorii sp. nov. and Faecalibacterium gallinarum sp. nov.2022

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Mitsuo、Sakurai Naomi、Tanno Hiroki、Iino Takao、Ohkuma Moriya、Endo Akihito
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 72 号: 4 ページ: 5379-5379

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.005379

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヒト腸内酪酸産生菌Faecalibacterium prausnitzii類縁菌における16S rRNA遺伝子の多様性と新規分類マーカーの提案2022

    • 著者名/発表者名
      丹野広貴, 山崎雅夫, 遠藤明仁.
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Faecalibacterium prausnitzii の多様性と特異的プライマーの評価2021

    • 著者名/発表者名
      丹野 広貴、遠藤 明仁
    • 学会等名
      腸内細菌学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト腸内酪酸産生菌 Faecalibacterium prausnitzii のゲノム及び 16S rRNA 遺伝子の多様性2021

    • 著者名/発表者名
      丹野 広貴、遠藤 明仁
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト腸内酪酸産生菌 Faecalibacterium prausnitzii の多様性と特異的プライマーの評価2021

    • 著者名/発表者名
      丹野 広貴、遠藤 明仁
    • 学会等名
      日本農芸化学会北海道支部会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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