| 研究課題/領域番号 |
21H02116
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38030:応用生物化学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
片山 高嶺 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (70346104)
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| 研究分担者 |
伏信 進矢 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00302589)
奥田 修二郎 新潟大学, 医歯学系, 教授 (00512310)
北岡 本光 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60353984)
杉山 友太 群馬大学, 食健康科学教育研究センター, 助教 (80908749)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | 共生 / ムチンO-グリカン / ヒト母乳オリゴ糖 / ビフィズス菌 / 酵素機能解析 / 母乳オリゴ糖 / ムチン糖鎖 / 糖鎖 / スルホグルコシダーゼ / 腸内細菌 / 代謝物 / 転写因子 / 共生・共進化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代シークエンサーが普及しはじめた2010年代以降、メタゲノム解析の報告例が増加し、遺伝子のアノテーションから腸内細菌代謝が議論されることが多くなった。しかしながら、ホモロジー検索を起点とした通常のインフォマティクス解析では、腸内において細菌増殖の基質（エサ）となる糖質の構造（糖鎖の結合様式や鎖長）に対する作用を考慮して議論することは出来ず、細菌の代謝を正確に把握しているとは言い難い。申請者は、細菌酵素の特異性や代謝機能を酵素化学的および構造生物学的に精密に理解した上で、それらをインフォマティクス解析に反映させることが重要であると考えており、主に乳児期における菌叢形成を対象に研究を進める。
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| 研究成果の概要 |
乳児期における腸内菌叢の成熟は、免疫の発達に大きく関与する。申請者は、母乳栄養児の腸管におけるビフィズスフローラ形成には、人乳中で3番目に多く含まれるオリゴ糖成分（母乳オリゴ糖）が関与していることを明らかとしてきた。本研究では、腸内細菌酵素の機能に差異を生じさせる数アミノ酸残基に着目し、細菌代謝・細菌酵素といったミクロの観点から菌叢形成過程というマクロの観点を理解すること試みた。その結果、腸内細菌叢の形成過程を分子レベルで理解する上で、また腸内細菌メタゲノムデータを詳細に解析をする上で新しいフレームワークを提供することが出来た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
腸内細菌およびその代謝物が宿主の健康に大きく関与することが知られている一方で、腸内細菌叢の形成機構については未解明な点が多く残されている。本研究では、腸内細菌が有する酵素のユニークな機能的差異に着目し、その差異が菌叢形成にどのような影響を及ぼすのかについて、微生物代謝および酵素機能の観点から明らかとした。腸内細菌の菌叢解析（菌種組成解析）やメタゲノム解析（環境DNA全解析）が行われているが、腸内細菌が有する酵素（代謝能）は、菌種レベルのみならず菌株レベルで異なっていることから、菌叢形成機序を理解するためには、より詳細な酵素機能の解析やインフォマティクス解析が必要であることが判明した。
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