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亜集団に発現するesp遺伝子群が担う新たな細菌特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K24125
補助金の研究課題番号 22H02863 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

森川 一也  筑波大学, 医学医療系, 教授 (90361328)

研究分担者 尾花 望  筑波大学, 医学医療系, 助教 (00722688)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2024年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード黄色ブドウ球菌 / esp / 不均一性 / 限定的発現遺伝子
研究開始時の研究の概要

申請者らは数%以下の亜集団に発現するブドウ球菌遺伝子を20種類見出し、限定的発現遺伝子espと名付けた。esp15, esp17が本菌の重要な特性 を担うことを解明したが、その他のesp遺伝子の役割は不明である。このことは集団多様性に基づく未知のシステムの存在を示唆する。本研究 は、こ れら機能未知espが担う役割を新たな視点から解明する。本研究により多様性に基づく新たな細菌特性が解明され、重要なヒト病原細菌 として生き続け進化してきた本菌の生存戦略・制圧困難さを支える新たな原理の解明を目指す。

研究実績の概要

申請者らは数%以下の亜集団に発現するブドウ球菌遺伝子を見出し、限定的発現遺伝子esp (expression in minor subpopulation)と名付けた。幾つかのesp を除いて多くのesp遺伝子の役割は不明であり、このことは集団多様性に基づく未知のシステムが多数存在することを示唆している。本研究は、これら機能未知 esp遺伝子群が担う役割を解明することを目的としており、当該年度は以下を行った。・従来から研究を進めているesp15(自然形質転換における遺伝子取り込み装置関連の遺伝子)と同時に発現する遺伝子セットについて追加で幾つかの遺伝子機能を解析した。予備的結果では細胞死の制御に関するものが発現している可能性があり、今後検討する必要がある。 ・espの一つで、転写抑制因子と予想されている遺伝子について、本遺伝子は通常培養条件では数パーセント以下の発現であるが、特定条件でほぼ全ての細胞で発現する。しかしその他espについては発現頻度が上がる条件が見出されておらずcell sorterに用いることができるレベルに達していない。そこで、esp発現細胞を濃縮するための実験系を計画し、着手した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

esp発現頻度が低いものについて発現頻度が5-10%以上になる条件を見出すことが、次のステップ(cell sorter)に移行する前提となる。種々培養条件の検討は今後も続けるが本研究のネックとなっている。この問題を解決する必要があり、そのための実験を新たに計画する必要が生じた。このため、区分はやや遅れている、とした。
esp15に関連する研究は順調に先行しており、自然形質転換に関する論文を発表するに至っている。esp15と同時に発現する遺伝子群(同定済み)についても新しい展開として細胞死の制御の可能性が示唆される予備的結果が出ており、こちらも順調にすすんでいる。

今後の研究の推進方策

esp発現頻度が高くなる条件検討を継続するとともに、それが成功しない場合でもcell sorterの解析へと移行できるようにする代替手段を検討する。具体的には、発現頻度が低いままでもesp発現細胞がタグを発現するようにするためのレポーターを設計し、濃縮を試みる。
誘導条件が明らかになったespについては当初計画通り同時に発現してくる遺伝子の特性解析を行うことで、その役割を明らかにしていく。
なお研究が先行しているesp15(自然形質転換)について、本菌の薬剤耐性化での役割について、その他遺伝子伝達様式との比較を加えて、明らかにしたいと考えている。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] ホーチミン市バイオテクノロジーセンター(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] SCCmec transformation requires living donor cells in mixed biofilms2024

    • 著者名/発表者名
      Maree Mais、Ushijima Yuri、Fernandes Pedro B.、Higashide Masato、Morikawa Kazuya
    • 雑誌名

      Biofilm

      巻: 7 ページ: 100184-100184

    • DOI

      10.1016/j.bioflm.2024.100184

    • 関連する報告書
      2023 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] TOPICS 細菌学・ウイルス学 バイオフィルムにおける黄色ブドウ球菌の薬剤耐性獲得2023

    • 著者名/発表者名
      森川 一也
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 286 号: 4 ページ: 284-285

    • DOI

      10.32118/ayu28604284

    • ISSN
      0039-2359
    • 年月日
      2023-07-22
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Natural transformation allows transfer of SCCmec-mediated methicillin resistance in Staphylococcus aureus biofilm.2022

    • 著者名/発表者名
      Mais Maree, Le Thuy Thi Nguyen, Ryosuke L. Ohniwa, Masato Higashide, Tarek Msadek, Kazuya Morikawa
    • 雑誌名

      Nature communications

      巻: 未定 号: 1 ページ: 2477-2477

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29877-2

    • 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
  • [学会発表] Transfer of SCCmec-mediated methicillin resistance in Staphylococcus aureus biofilms.2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Morikawa
    • 学会等名
      Joint Mini-Symposium NCKU & UT
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Natural transformation mediates transfer of SCCmec in Staphylococcus aureus biofilms2023

    • 著者名/発表者名
      Mais Maree, Le Thuy Thi Nguyen, Ryosuke L. Ohniwa, Masato Higashide, Tarek Msadek, Kazuya Morikawa
    • 学会等名
      96回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Transfer of SCCmec-mediated methicillin resistance in Staphylococcus aureus biofilms2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Morikawa
    • 学会等名
      The 3rd University of Tsukuba - University of Science Joint Symposium in Biomedical Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evidence for SCCmec transfer by natural transformation in Staphylococcus aureus biofilms2022

    • 著者名/発表者名
      Mais Maree, Le Thuy Thi Nguyen, Ryosuke L. Ohniwa, Masato Higashide, Tarek Msadek, Kazuya Morikawa
    • 学会等名
      21st International Conference on Bacilli and Gram-Positive Bacteria
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.md.tsukuba.ac.jp/basic-med/infectionbiology/microbiology/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 黄色ブドウ球菌が抗生物質耐性を獲得・伝搬する仕組みを解明

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/medicine-health/20220510140000.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] プレスリリース

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/pdf/p20220510140000.pdf

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.md.tsukuba.ac.jp/basic-med/infectionbiology/microbiology/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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