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酪酸菌Faecalibacterium prausnitziiの機能性物質産生

研究課題

研究課題/領域番号 21J11100
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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

丹野 広貴  東京農業大学, 生物産業学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード腸内細菌 / 酪酸産生菌 / 16S rRNA遺伝子 / 定量的PCR / 特異的プライマー / 遺伝子マーカ― / 抗炎症性ペプチド / 抗炎症活性
研究開始時の研究の概要

酪酸産生菌は、近年腸内での重要性が注目されている腸内細菌の一群であるが、本研究ではヒト腸内で最優勢の酪酸産生菌であるFaecalibacterium prausnitzii がゲノムレベルで多様な系統群に分けられることに着目し、これまで定量的PCRで用いられてきたプライマーがそれらを均一に検出可能かどうか検証する。また、F. prausnitziiが酪酸以外にも抗炎症活性を有するタンパク質(MAM)を産生することから、これらの系統群ごとの抗炎症活性の違いや栄養源による産生量の違いについて明らかにする。

研究実績の概要

本申請内容では、Faecalibacterium prausnitzii が種レベルで複数の系統群に分けられることに着目し、本菌が産生する抗炎症性タンパク質である Microbial Anti-Inflammatory Molecule (MAM) について、系統群ごとの抗炎症活性を観察していく予定であった。しかし、昨年度末に同様の研究結果が Auger らによって報告されたため [1]、昨年度に得られた結果を踏まえ、本菌群の分類のために 16S rRNA 遺伝子に代わる新規の遺伝子マーカーの検討を当該チームと共同で行った。
まず乳酸菌やビフィズス菌の定量で用いられる 6 種類のハウスキーピング遺伝子を対象とし、86 菌株のゲノム中におけるコピー数の確認、相同性解析を行った。その結果、最終的に recA が本菌及びその類縁菌の分類と同定に適した遺伝子マーカーであると考えられた。一方で、recA は特定の系統群では群内における保存性が十分ではなく、定量のために必要となるそれぞれの系統群特異的プライマーの設計は難しいように思われた。そこで再度上述のハウスキーピング遺伝子の保存性について検討したところ、rpoA は recA と比較して系統群間の保存性が高く、特異的プライマーの設計に適した遺伝子であると考えられた。よって、rpoA 遺伝子を標的とした各系統群特異的なプライマーを設計し、各系統群に対する特異性の評価を合成 DNA や糞便抽出 DNA を用い行ったところ、各々の系統群特異的プライマーがいずれの系統群に対しても高い特異性を示す結果が得られた。以上の結果より、本菌及びその類縁菌の分類・同定には recA、定量には rpoA が適していることが明らかになり、本研究により Faecalibacterium 属細菌における新規の分類マーカーの確立及び定量法の開発が遂行された。
[1] S. Auger et al. al., Intraspecific Diversity of Microbial Anti Inflammatory Molecule (MAM) from Faecalibacterium prausnitzii. Int J Mol Sci 23, (2022)

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、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

    (18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 (5件) (うち招待講演 1件) 備考 (5件)

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

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [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] 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
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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2022年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒト酪酸産生菌の分類、多様性、及びオリゴ糖代謝2022

    • 著者名/発表者名
      丹野 広貴
    • 学会等名
      令和4年度日本農芸化学会北海道支部学術講演会学生奨励賞受賞講演
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [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
      第25回腸内細菌学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [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2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [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2021

    • 著者名/発表者名
      丹野広貴, 遠藤明仁
    • 学会等名
      2021年度日本農芸化学会北海道支部第2回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Jean-Marc Chatel - Google Scholar

    • URL

      https://scholar.google.fr/citations?user=KlF_vhcAAAAJ&hl=fr

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Rebeca Martin - ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Rebeca-Martin-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Denis Mariat - ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Denis-Mariat-43902016

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Seppo Salminen | University of Turku

    • URL

      https://www.utu.fi/en/people/seppo-salminen

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [備考] Miguel Gueimonde - Google Scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=HfbJ1dMAAAAJ&hl=ja&oi=ao

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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