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発電機能を持つ歯周病細菌におけると鉄イオン排出機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21F21412
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

岡本 章玄  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (70710325)

研究分担者 NARADASU DIVYA  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2021-11-18 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2021年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
キーワードPorphyromonas gingivalis / Electron transport / Amono acid metabolism / Iron / implant corrosion / Extracellula / electron transfer / Membrane vesicles / Redox-repressor rex / Capnocytophaga ochracea / Streptococcus mutans
研究開始時の研究の概要

To check the iron acquisition and export, PG will be tested for the release of iron during its EET by ferrozine assay, differential pulse voltammogram (DPV) analysis and spectroscopic iron assays, i.e., export if (Fe2+) via an unknown iron exporter.

研究実績の概要

Porphyromonas gingivalis (PG) is a typical member of the dental plaque biofilm found on the tooth surface. PG is a keystone pathogen associated with chronic oral diseases and systemic inflammatory disorders such as cardiovascular, arthritic, and neurodegenerative diseases. This research aims to identify the critical mechanisms of EET coupled iron export in PG leading to inflammation and corrosion. PG can take up soluble Fe2+ and store it in oxidized Fe3+ form intracellularly to utilize in times of iron limitation. However, whilst essential to avoid toxicity due to excess iron, PG iron homeostasis and the export mechanism is not well understood. This study investigated and compared the extracellular elecctron transport (EET) capabilities of PG using various amino substrates. With a coulombic efficiency (CE) of 2.8%, P. gingivalis considerably increased current with histidine metabolism compared to other substrates, which is around 1000 times higher than the CE that P. gingivalis was previously reported to have for glucose oxidation (0.003%). During this research, important identification of Iron reduction by P. gingivalis was tested and identified the same, indicating the possible mechanism of EET coupled with Iron reduction by P. gingivalis. And iron has showed the impact on the growth of pathogen reflected in the electron transfer capability as well. Our findings demonstrate that amino acids, particularly histidine, which has an eight times greater current production rate than glucose, can serve as carbon sources for the asaccharolytic pathogen P. gingivalis.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Biogenesis of Outer Membrane Vesicles Concentrates the Unsaturated Fatty Acid of Phosphatidylinositol in Capnocytophaga ochracea2021

    • 著者名/発表者名
      Naradasu Divya、Miran Waheed、Sharma Shruti、Takenawa Satoshi、Soma Takamitsu、Nomura Nobuhiko、Toyofuku Masanori、Okamoto Akihiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 12 ページ: 682685-682685

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.682685

    • 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] Pathogens electrogenicity as a tool for in-situ metabolic activity monitoring and drug assessment in biofilms2021

    • 著者名/発表者名
      Miran Waheed、Naradasu Divya、Okamoto Akihiro
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 2 ページ: 102068-102068

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102068

    • 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
  • [産業財産権] インプラント周囲炎治療装置、及び、バイオフィルムの活性調整方法2021

    • 発明者名
      岡本章玄、ナラダス ディビア
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2022-02-08   更新日: 2024-03-26  

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