腸管における架橋酵素を介したシグナル伝達制御と腸内細菌との共生成立の分子機構

• 研究課題/領域番号: 24570164
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 川畑 俊一郎 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90183037)
• 連携研究者: 柴田 俊生 九州大学, 高等研究院, 助教 (00614257)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012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: トランスグルタミナーゼ / ショウジョウバエ / 腸管 / 腸内細菌 / ペプチドグリカン / タンパク質架橋反応 / 腸内細菌叢 / 囲食膜 / キチン結合タンパク質 / 情報伝達経路 / 転写因子 / 抗菌ペプチド / 自然免疫 / 腸管免疫 / 常在細菌叢 / 共生 / 架橋酵素 / シグナル伝達制御

研究成果の概要

トランスグルタミナーゼ（TG）は、タンパク質間の架橋反応を触媒する。哺乳動物には８種類の相同酵素が存在するが、ハエには１個の遺伝子のみが存在し、TGの研究には格好のモデル生物である。TGはハエ腸管の囲食膜形成に関与し、腸管の抗菌ペプチド産生を担うIMD経路を抑制していた。IMD経路は細菌表層のペプチドグリカンを認識して抗菌ペプチドを産生するが、TGはNF-κB様の転写因子を阻害し、常在細菌に対する過剰免疫を抑制していることが判明した。さらに、ハエ腸内細菌を解析してTGのノックダウン系統の腸内細菌叢を明らかにし、囲食膜形成に関与するタンパク質を同定して、囲食膜形成に関わるTGの機能解明を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Transglutaminase-catalyzed protein-protein cross-linking suppresses the activity of the NF-κB-like transcription factor Relish. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibata, T., Sekihara, S., Fujikawa, T., Miyaji, R., Maki, K., Ishihara, T., Koshiba, T., and Kawabata, S.
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 6 号: 285 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1126/scisignal.2003970
  • 査読あり
• [学会発表] ショウジョウバエの腸内常在細菌に対する免疫応答と制御の分子機構. (2014)
  • 著者名/発表者名: 川畑俊一郎
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会 シンポジウム
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] 腸内細菌に対する免疫寛容による腸管恒常性維持. (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田俊生、関原早苗、槇光輝、藤川匠、宮地隆太、石原健、小柴琢己、川畑俊一郎
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] ショウジョウバエ腸内細菌叢の維持に関わる共生細菌分泌物質の探索. (2014)
  • 著者名/発表者名: 関原 早苗、百間谷 茉依、柴田 俊生、川畑 俊一郎
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] ショウジョウバエの腸内細菌に対する免疫応答と寛容の分子機構. (2014)
  • 著者名/発表者名: 川畑俊一郎
  • 学会等名: 阿蘇シンポジウム
  • 発表場所: 阿蘇リゾートグランヴィリオホテル
  • 年月日: 2014-07-15 – 2014-07-16
  • 招待講演
• [学会発表] ハエ腸管の移植膜タンパク質の架橋形成による感染防御の分子機構. (2014)
  • 著者名/発表者名: 槇 光輝、柴田俊生、川畑俊一郎
  • 学会等名: 日本比較免疫学会第26回学術集会
  • 発表場所: 東北大学キャンパス
  • 年月日: 2014-07-09 – 2014-07-11
• [学会発表] Transglutaminase-catalyzed relish crosslinking suppresses innate immune signaling in the Drosophila. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawabata, S.
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Transglutaminase in Human Disease Processes.
  • 発表場所: Lucca, Italy
  • 年月日: 2014-06-29 – 2014-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] Transglutaminase-catalyzed protein-protein crosslinking maintains the gut epithelial immunity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibata, T., Sekihara, S., Fujikawa, T., Miyaji, R., Maki, K., Ishihara, T., Koshiba, T., Kawabata, S.
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Transglutaminase in Human Disease Processes.
  • 発表場所: Lucca, Italy
  • 年月日: 2014-06-29 – 2014-07-04
• [学会発表] トランスグルタミナーゼによる囲食膜タンパク質の架橋体形成がもたらす感染抵抗性の増強. (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田俊生、藤川匠、＊槇光輝、北崎一樹、小柴琢己、川畑俊一郎
  • 学会等名: 日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 九州大学 コラボステーション
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-18
• [学会発表] ショウジョウバエ腸内細菌分泌物質による緑膿菌の殺菌効果. (2014)
  • 著者名/発表者名: 関原早苗、百間谷茉依、柴田俊生、川畑俊一郎
  • 学会等名: 日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 九州大学 コラボステーション
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-18
• [学会発表] ョウジョウバエ自然免疫の応答制御と腸内細菌の共生成立の分子機構. (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田俊生、関原早苗、藤川匠、宮地隆太、石原 健、小柴琢己、川畑俊一郎
  • 学会等名: 日本生化学会九州支部例会 シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学 コラボステーション
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-18
  • 招待講演
• [学会発表] 腸内細菌により誘導されるIMD経路を介したシグナル伝達制御. (2013)
  • 著者名/発表者名: 川畑俊一郎
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 千葉幕張
  • 招待講演
• [学会発表] Transglutaminase-catalyzed protein crosslinking suppresses innate immune signaling in the Drosophila gut. (2012)
  • 著者名/発表者名: 川畑俊一郎
  • 学会等名: The 12-th International Endotoxin and Innate Immunity Society Meeting
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] Transglutaminase-catalyzed protein crosslinking of Relish suppresses innate immune signaling in the Drosophila (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴田俊生、川畑俊一郎
  • 学会等名: The 12-th International Endotoxin and Innate Immunity Society Meeting
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Transglutaminase-catalyzed Relish Crosslinking Suppresses Innate Immune Signaling in the Drosophila Gut. (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴田俊生、関原早苗、藤川匠、宮地隆太、石原健、小柴琢己、川畑俊一郎
  • 学会等名: The 12th Congress of International Society of Developmental and Comparative Immunology
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 免疫組織学的手法を用いたショウジョウバエにおけるタンパク質架橋反応による腸管免疫機構の制御機構の解明. (2012)
  • 著者名/発表者名: 関原早苗、柴田俊生、宮地隆太、藤川匠、石原健、小柴琢巳、川畑俊一郎
  • 学会等名: 平成24年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] キイロショウジョウバエトランスグルタミナーゼの架橋反応による腸管免疫の維持機構. (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴田俊生、関原早苗、藤川匠、宮地隆太、石原健、小柴琢己、川畑俊一郎
  • 学会等名: 平成24年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] キイロショウジョウバエトランスグルタミナーゼの架橋反応による腸管免疫の維持機構. (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴田俊生、関原早苗、藤川匠、宮地隆太、石原健、小柴琢己、川畑俊一郎
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] キイロショウジョウバエ腸管のPM形成におけるトランスグルタミナーゼの機能解析. (2012)
  • 著者名/発表者名: 関原早苗、柴田俊生、槇光輝、小柴琢己、石原健、川畑 俊一郎
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 腸内細菌により誘導されるIMD経路を介したシグナル伝達制御.
  • 著者名/発表者名: 川畑俊一郎
  • 学会等名: 日本細菌学会
  • 発表場所: 幕張国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] 腸管における架橋酵素による情報伝達制御と腸内細菌との共生成立の分子機構.
  • 著者名/発表者名: 川畑俊一郎
  • 学会等名: 日本応用酵素協会
  • 発表場所: ホテル阪急インターナショナル
  • 招待講演
• [備考] 生体高分子学研究室
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~biopoly/
• [備考] 九州大学生体高分子学研究室 Web Page
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~biopoly/