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バクテロイデーテス細菌の滑走運動によるバイオフィルム拡張メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K09942
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57020:病態系口腔科学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

佐藤 啓子  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (70410579)

研究分担者 佐藤 主税  日本大学, 医学部, 客員研究員 (00357146)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (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)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード歯周病細菌 / 滑走運動 / バイオフィルム / タンパク質分泌装置 / 歯周病
研究開始時の研究の概要

歯周病はバイオフィルムによる組織の炎症性疾患であり、この組織破壊には歯周病細菌の産生するプロテアーゼが重要な病原因子となる。このプロテアーゼを含む、30-50種類の病原因子がタンパク質分泌装置(Type IX Secretion System: T9SS)から分泌される。T9SS は滑走運動装置としても機能している。T9SS 滑走細菌によるバイオフィルム拡張メカニズムの解明および制御を目指す。

研究実績の概要

歯周病は複数の細菌種が関与する混合感染症であり、特定のタンパク質分泌装置(Type IX Secretion System: T9SS)を持つ数種の細菌の存在下でバイオフィルムの病原性が高まる。歯周病はバイオフィルムによる組織の炎症性疾患であり、そのバイオフィルムの病原性や形成拡張にT9SSは深く関わると考えられる。口腔の滑走運動は非運動性細菌の病原細菌を菌体表層にくっつけて荷として運び、バイオフィルム拡張に関わる可能性があると報告される。滑走細菌が形成する拡張したコロニー内部では、ベジクルやファイバー様構造物で満たされたマトリックスの中に菌体が点在して移動しており、バイオフィルム形態となっている。滑走細菌とバイオフィルム拡張の関わりを観察するために、滑走細菌に対するトランスポゾンミュータジェネシス用プラスミドを構築した。このシステムを用いて、冷水病魚から分離した滑走細菌において、コロニー拡張または滑走運動能が著しく抑えられる変異株を複数分離した。さらに、それらのトランスポゾン挿入部位を決定した。得られた変異株に対して相補株の作成を試みたが、現存の遺伝子操作では相補株取得が叶わなかった。さらに、変異株取得のための他の方法である、紫外線照射による突然変異の生成による滑走運動能欠損株作成を試みた。ゲノム上に薬剤耐性カセットが残らない点が利点になる。紫外線照射後にコロニーを形成した20,000株のうち、コロニー拡張が著しく抑えられる変異株を1株得た。コロニー拡張能欠損株のゲノム解読をおこなったところ、1つの既知の滑走運動遺伝子にフレームシフトが入っていた。このたび構築したトランスポゾンミュータジェネシスのシステムの方が滑走能変異株は効率良く得られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

自然界から分離された滑走細菌に対する、変異株取得のための遺伝子操作を行うことができた。この度構築した変異株作成法を用いて、効率良く変異株を得られることがわかった。

今後の研究の推進方策

トランスポゾンミュータジェネシスを用いて得られた滑走細菌の滑走能変異株の遺伝子解析を行う。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Transposon mutagenesis and genome sequencing identify two novel, tandem genes involved in the colony spreading of Flavobacterium collinsii, isolated from an ayu fish, Plecoglossus altivelis2023

    • 著者名/発表者名
      Kondo Yoshio、Ohara Kenichi、Fujii Ryoji、Nakai Yudai、Sato Chikara、Naito Mariko、Tsukuba Takayuki、Kadowaki Tomoko、Sato Keiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

      巻: 13 ページ: 01-16

    • DOI

      10.3389/fcimb.2023.1095919

    • 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
  • [雑誌論文] Rab44 Deficiency Induces Impaired Immune Responses to Nickel Allergy2023

    • 著者名/発表者名
      Noguromi Mayuko、Yamaguchi Yu、Sato Keiko、Oyakawa Shun、Okamoto Kuniaki、Murata Hiroshi、Tsukuba Takayuki、Kadowaki Tomoko
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 2 ページ: 994-994

    • DOI

      10.3390/ijms24020994

    • 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
  • [雑誌論文] Social Motility Assays of Flavobacterium johnsoniae2023

    • 著者名/発表者名
      Chikara Sato, Keiko Sato
    • 雑誌名

      Methods Molecular Biology

      巻: 2646 ページ: 287-298

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-3060-0_23

    • ISBN
      9781071630594, 9781071630600
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 滑走運動細菌 Flavobacterium collinsii のコロニー拡張2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤 啓子、近藤 好夫、佐藤 主税、内藤 真理子、門脇 知子
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Rab44欠損はニッケルアレルギーに対して減弱した免疫反応を惹起する2023

    • 著者名/発表者名
      野黒美 麻由子、山口 優、佐藤 啓子、親川 駿、筑波 隆幸、門脇 知子
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 腸内細菌と細菌培養系の親水環境での観察:クライオ電顕と水中観察電顕2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤主税、佐藤真理、納谷昌美、佐藤啓子、杉本真也
    • 学会等名
      日本細菌学会 第96回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The essential roles of Type IX secretion system in periodontal pathogen Prevotella intermedia2023

    • 著者名/発表者名
      内藤真理子、庄子幹郎、佐藤啓子
    • 学会等名
      日本細菌学会 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] 滑走運動細菌によるバイオフィルム拡張2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤啓子, 近藤好夫, 内藤真理子, 門脇知子, 佐藤主税
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Rab44タンパク質による炎症応答制御機構2022

    • 著者名/発表者名
      門脇知子、山口 優、佐藤啓子、筑波隆幸
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 滑走細菌の病原性2022

    • 著者名/発表者名
      近藤好夫, 内藤真理子, 門脇知子, 佐藤啓子
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] F. johnsoniae細菌の動くバイオフィルムのASEMとcryo-TEMによる親水環境での観察2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤主税、納谷昌美、佐藤真理、笠畑尚喜、佐藤啓子
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第78回学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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