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腸管系病原菌の感染を制御するIV型線毛システムの機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K07024
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
研究機関大阪大学

研究代表者

河原 一樹  大阪大学, 大学院薬学研究科, 助教 (60585058)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード腸管系病原菌 / 定着 / IV型線毛 / 分泌タンパク質 / X線単結晶構造解析 / ETEC / IV型線毛システム / 構造生物学
研究開始時の研究の概要

薬剤耐性菌問題が深刻化する中、病原細菌が産生する病原因子を標的とした治療法が注目されている。これまでの腸管毒素原性大腸菌(ETEC)の病原因子の研究から、ETECはIV型に分類される線毛を菌体上に産生し、アドへシンとして機能する分泌タンパク質と相互作用することで腸管定着を成し遂げることを明らかにした。本研究では、この“線毛と分泌タンパク質とのインタープレイ”が腸内細菌のIV型線毛システムに共通した特徴であることを実証し、また、構造生物学的手法により各細菌の分泌タンパク質の機能を解明する。得られた情報を基に、細菌感染を阻害する新規薬剤開発へ向けた基盤情報を得る。

研究成果の概要

薬剤耐性菌問題が深刻化する中、細菌の付着および定着過程を標的とした治療法開発が注目されている。我々は、腸管毒素原性大腸菌に関する研究から、IVb型に分類される線毛がこれらの過程において重要であるだけでなく、さらに、線毛先端部において分泌タンパク質と相互作用することが宿主腸管上皮への付着と定着に必要あることを見出した。本研究では、この細菌線毛と分泌タンパク質とのインタープレイが、腸管系病原菌に幅広く保存された特徴であることを示すとともに、新規の創薬標的となり得ることを提案する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた成果は、腸管系病原菌の感染過程の理解につながるだけでなく、定着阻害剤やワクチンの開発等への応用が可能である。特に、定着阻害剤は、細菌を死滅させる抗生物質とは異なり、耐性菌を生じさせないことから、薬剤耐性菌問題の解決に向けた新規の感染症予防・治療アプローチとなる可能性がある。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structural basis for the toxin-coregulated pilus?dependent secretion of <i>Vibrio cholerae</i> colonization factor2022

    • 著者名/発表者名
      Oki Hiroya、Kawahara Kazuki、Iimori Minato、Imoto Yuka、Nishiumi Haruka、Maruno Takahiro、Uchiyama Susumu、Muroga Yuki、Yoshida Akihiro、Yoshida Takuya、Ohkubo Tadayasu、Matsuda Shigeaki、Iida Tetsuya、Nakamura Shota
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8 号: 41 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1126/sciadv.abo3013

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 腸管毒素原性大腸菌が分泌する可溶性定着因子とリポソームの相互作用解析2024

    • 著者名/発表者名
      市岡慎也、飯森南斗、沖大也、今井友也、松田重輝、飯田哲也、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太、河原一樹
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Membrane recognition by secreted colonization factors of enterotoxigenic Escherichia coli.2023

    • 著者名/発表者名
      Iimori Minato, Oki Hiroya, Imai Tomoya, Matsuda Shigeaki, Yoshida Takuya, Ohkubo Tadayasu, Iida Tetsuya, Nakamura Shota, Kawahara Kazuki
    • 学会等名
      ASM Microbe 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Secretion mechanism of the colonization factor via Type IVb pilus TCP from Vibrio cholerae2023

    • 著者名/発表者名
      Oki Hiroya, Kawahara Kazuki, Iimori Minato, Nishiumi Haruka, Maruno Takahiro, Uchiyama Susumu, Matsuda Shigeaki, Yoshida Takuya, Ohkubo Tadayasu, Iida Tetsuya, Nakamura Shota
    • 学会等名
      ASM Microbe 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 腸管毒素原性大腸菌が分泌する可溶性定着因子の脂質膜認識機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      飯森南斗、沖大也、今井友也、松田重輝、飯田哲也、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太、河原一樹
    • 学会等名
      第20回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] コレラ菌が形成するIVb型線毛TCPによる定着因子TcpFの認識機構2023

    • 著者名/発表者名
      沖大也、河原一樹、飯森南斗、西海遥夏、丸野孝浩、内山進、松田重輝、吉田卓也、大久保忠恭、飯田哲也、中村昇太
    • 学会等名
      第55回ビブリオシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Structural basis for the type IVb pilus-dependent secretion of Vibrio cholerae colonization factor2023

    • 著者名/発表者名
      Kawahara Kazuki
    • 学会等名
      57th United States-Japan Cooperative Medical Science Program Joint Panel Conference on Cholera and Other Bacterial Enteric Infections
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 腸管系病原菌が形成する IVb 型線毛を介した定着因子の分泌機構2023

    • 著者名/発表者名
      沖大也、飯森 南斗、西海 遥夏、丸野 孝浩、内山 進、松田 重輝、飯田 哲也、河原 一樹、中村 昇太
    • 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] 腸管毒素原性大腸菌が分泌する可溶性定着因子の脂質膜認識機構2023

    • 著者名/発表者名
      飯森南斗、沖大也、今井友也、松田重輝、吉田卓也、大久保忠恭、飯田哲也、中村昇太、河原一樹
    • 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] 外部環境に応答した腸管毒素原性大腸菌の可溶性定着因子分泌機構の解析2023

    • 著者名/発表者名
      折田将輝、沖大也、飯森南斗、今井友也、松田重輝、飯田哲也、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太、河原一樹
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural basis for type IVb pilus-dependent secretion of the colonization factor from Vibrio cholerae2022

    • 著者名/発表者名
      Oki Hiroya, Kawahara Kazuki, Iimori Minato, Nishiumi Haruka, Maruno Takahiro, Uchiyama Susumu, Yoshida Takuya, Ohkubo Tadayasu, Matsuda Shigeaki, Iida Tetsuya, Nakamura Shota
    • 学会等名
      第20回あわじ感染と免疫国際フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IV型線毛の機能を制御するマイナーピリンの構造生物学的研究2022

    • 著者名/発表者名
      河原一樹、沖大也、飯森南斗、今井友也、松田重輝、飯田哲也、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太
    • 学会等名
      日本結晶学会令和4年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 腸内細菌がIVb型線毛システム依存的に分泌するタンパク質の特徴2022

    • 著者名/発表者名
      大嶋恵子、沖大也、飯森南斗、松田重輝、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太、河原一樹
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] コレラ菌が形成するIVb型線毛TCPを介した定着因子の分泌機構2022

    • 著者名/発表者名
      沖大也、飯森南斗、西海遥夏、丸野孝浩、内山進、松田重輝、吉田卓也、大久保忠恭、飯田哲也、河原一樹、中村昇太
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] コレラ菌が形成するIV型線毛TCPの構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      沖大也、河原一樹、飯森南斗、松田重輝、吉田卓也、大久保忠恭、飯田哲也、中村昇太
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] コレラ菌が産生する分泌タンパク質とIV型線毛の相互作用解析2021

    • 著者名/発表者名
      飯森南斗、沖大也、河原一樹、松田重輝、飯田哲也、吉田卓也、大久保忠恭、中村昇太
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院薬学研究科高分子化学分野

    • URL

      https://www.phs.osaka-u.ac.jp/homepage/b001/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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