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トキシン-アンチトキシン系を利用して薬剤耐性菌の拡大を抑える

研究課題

研究課題/領域番号 20K07493
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
研究機関埼玉大学

研究代表者

大塚 裕一  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10548861)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードトキシン-アンチトキシン系 / 細菌 / ファージ / 水平伝播 / 形質転換 / 形質導入 / トキシン-アンチトキシン系 / 大腸菌 / 接合 / 薬剤耐性菌 / トキシン-アンチトキシンシステム / 遺伝子水平伝播
研究開始時の研究の概要

深刻な社会問題である薬剤耐性菌の拡大は、薬剤に耐性を与える遺伝子や変異が他の菌に取り込まれる水平伝播が一因となっている。本研究では、細菌がもつトキシン-アンチトキシン系(以下, TA)が水平伝播を抑える可能性を検証し、その抑制メカニズムを解明する。さらに、TAを活性化するペプチド核酸が水平伝播を抑える物質として機能するかを検証する。本研究の成果は耐性菌の拡大を抑える対策へ発展することが期待される。

研究成果の概要

近年、薬剤耐性菌(以下, 耐性菌)の拡大が深刻な社会問題となり、その対策が急務になっている。耐性菌が増殖することに加えて、薬剤に耐性を与える遺伝子や変異が他の菌に取り込まれる水平伝播が、耐性菌拡大の要因である。水平伝播をおこすしくみとして、形質導入、形質転換、および接合が知られている。本研究では、細菌がもつトキシン-アンチトキシン系(以下, TA)が形質導入の過程にあたる溶原ファージの誘発を抑制することを明らかにした。また、TA系がプラスミドDNAの形質転換を抑制することも見出した。以上の結果は、TA系が水平伝播を抑えるしくみとして機能することを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、薬剤耐性菌(以下, 耐性菌)の拡大が深刻な社会問題となり、その対策が急務になっている。耐性菌が増殖することに加えて、薬剤に耐性を与える遺伝子や変異が他の菌に取り込まれる水平伝播が、耐性菌拡大の要因である。水平伝播をおこすしくみとして形質導入、形質転換、および接合が知られている。本研究では、細菌がもつトキシン-アンチトキシン系(以下, TA)が形質導入と形質転換を抑えることを見出した。今後、TAを活性化するしくみや物質を発見できれば、薬剤耐性菌の蔓延を抑える対策に応用できる可能性がある。また、本研究はTAの新たな役割を明らかにしたことにもなり、細菌学分野の進展にも貢献すると考える。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Phage single-stranded DNA-binding protein or host DNA damage triggers the activation of the AbpAB phage defense system2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takaomi、Takita Saya、Fujishiro Takashi、Shintani Yunosuke、Nojiri Satoki、Yasui Ryota、Yonesaki Tetsuro、Otsuka Yuichi
    • 雑誌名

      mSphere

      巻: 8 号: 6

    • DOI

      10.1128/msphere.00372-23

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Manipulating Interactions between T4 Phage Long Tail Fibers and Escherichia coli Receptors2021

    • 著者名/発表者名
      Suga Akiyo、Kawaguchi Marina、Yonesaki Tetsuro、Otsuka Yuichi
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 87 号: 13

    • DOI

      10.1128/aem.00423-21

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The hokW-sokW Locus Encodes a Type I Toxin-Antitoxin System That Facilitates the Release of Lysogenic Sp5 Phage in Enterohemorrhagic Escherichia coli O1572021

    • 著者名/発表者名
      Takada Kosuke、Hama Kotone、Sasaki Takaomi、Otsuka Yuichi
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 13 号: 11 ページ: 796-796

    • DOI

      10.3390/toxins13110796

    • 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] 大腸菌O157株がもつトキシン-アンチトキシン系ECs3274-ECs3275の解析2023

    • 著者名/発表者名
      劉可, 佐々木優香, 吉岡瑞貴, 茂木優奈, 大塚裕一
    • 学会等名
      第10回ファージ研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] トキシンーアンチトキシンシステムの活性化に関わるファージ因子の同定と解析2023

    • 著者名/発表者名
      隠岐大稀、大塚裕一
    • 学会等名
      第1回ファージ若手会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 細菌とファージの生存競争2023

    • 著者名/発表者名
      大塚裕一
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大腸菌O157株がもつトキシン-アンチトキシン系ECs3274-ECs3275の解析2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木優香, 吉岡瑞貴, 茂木優奈, 大塚裕一
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ファージ尾繊維とレセプター分子OmpCの相互作用2022

    • 著者名/発表者名
      寺﨑陽香, 大塚裕一
    • 学会等名
      第2回ファージセラピー研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌AbpAとAbpBによる抗ファージ作用に関連する因子の探索2022

    • 著者名/発表者名
      滝田彩耶, 大塚裕一
    • 学会等名
      第9回ファージ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ファージがコードするトキシン-アンチトキシンシステムhokW-sokW の発現制御2022

    • 著者名/発表者名
      2.劉可, 大塚裕一
    • 学会等名
      第9回ファージ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ファージ尾繊維とレセプター分子OmpCの相互作用2022

    • 著者名/発表者名
      寺﨑陽香, 大塚裕一
    • 学会等名
      第9回ファージ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌O157株がもつトキシン-アンチトキシン系ECs3274-ECs3275の解析2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木優香, 吉岡瑞貴, 茂木優奈, 大塚裕一
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] RNA Damage and Repair2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Otsuka, Maria Grazia Giuliano, Danai Athina Irakleidi, Jagna Chmielowska-Bak, Fabian Hia, Daniel R. Schoenberg, Priyankaa Pitcheshwar, Nan Zhang
    • 総ページ数
      178
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783030765712
    • 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: 2025-01-30  

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