| 研究課題/領域番号 |
20K05849
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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38040:生物有機化学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
村上 一馬 京都大学, 農学研究科, 准教授 (80571281)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 腸内細菌 / バイオーム分子 / 天然物化学 / コリバクチン / ヒューミマイシン / 標的探索 / プロバイオティクス / 片利共生 / 抗菌活性 / 大腸がん / 有機合成化学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
腸内には多くの外来細菌が生息し，細菌ー宿主間および細菌ー細菌間の相互作用によって片利共生関係（片方が共生によって利益を得るが，一方にとっては利害が発生しない関係）が成立している．片利共生において様々な代謝産物が腸内細菌により産生される一方，これらの代謝バランスが破綻するとがんや糖尿病，神経変性疾患等の発症につながると考えられている．大腸菌が生産するコリバクチンは，大腸がんの原因物質の一つであり，発がん作用を示す一方，抗炎症効果を併せもつユニークな細菌毒素である．本研究では，コリバクチンの構造活性相関を調べ，ビオチンプローブ化することによって標的タンパク質の探索を行う．
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| 研究成果の概要 |
ヒトの腸内には多くの外来細菌が生息し，片利共生関係が成立している．これらのバランスが破綻するとがんや神経変性疾患等の発症につながるが，病態に関わる2次代謝物（バイオーム分子）の構造や作用機構などその実体は不明な点が多い．本研究では，大腸菌が生産するコリバクチンと放線菌が生産するヒューミマイシンを研究対象とし，化学合成，構造活性相関の解析，作用機構の解析を行った．その結果，コリバクチンの遺伝毒性においてシクロプロパン環や平面構造がDNA結合に必要であること，ヒューミマイシン類縁体が食品産業と関わりの深い病原菌に対して抗菌活性とともに強いDNA結合活性を示すことが明らかになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年，ヒトの腸内における微生物群と疾患との関連性は各種オミクス解析によって明らかになりつつある．一方，疾患に関わりがある微生物が複数種同定されているものの，片利共生のインバランスのトリガーになりうる2次代謝物（バイオーム分子）の構造や作用機構などその実体は不明な点が多い．本研究では，代表的なバイオーム分子2種を例に挙げて，それらの遺伝毒性や抗菌活性に重要な役割を果たす構造因子の基礎的な知見を得たことは学術的に意義深い．特に，ヒューミマイシン類縁体が食品産業と関わりの深い病原菌に対して強い抗菌活性を示すことを明らかにしたことは，今後の社会的有用性を予見させるものである．
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