Genome Editing法を応用した遺伝子破壊導入による細菌感染制御法の開発

• 研究課題/領域番号: 25670775
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 形態系基礎歯科学
• 研究機関: 京都大学 (2014); 東京医科歯科大学 (2013)
• 研究代表者: 中川 一路 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70294113)
• 研究分担者: 丸山 史人 京都大学, 大学院医学研究科微生物感染症学分野, 准教授 (30423122)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: Ａ群レンサ球菌 / CRIPSR / TALEN / ZFN / 増殖抑制 / A群レンサ球菌 / CRISPR / Cas9 / ファージ / ゲノム編集 / 感染制御

研究成果の概要

本研究では、近年注目されているゲノム編集（Genome Editing）法と、細菌の持つバクテリオファージに対する獲得免疫機構であるCRISPRのスペーサー配列情報に基づいて、特定の菌のみの遺伝子破壊を誘導できる人工ファージを創出するための技術を開発することを目的とした． A群レンサ球菌の遺伝子と相同のスペーサー配列を持つ菌では，菌体の増殖が完全に抑制された．また， TALENやZFNでは菌体の増殖抑制効果は不十分であった．この結果から，CRISPR/Cas9システムは，外来性遺伝子の排除だけでなく，自身の染色体も破壊することで，増殖抑制効果があることが明らかとなった．

研究成果

• [雑誌論文] Intraindividual variation in core microbiota in peri-implantitis and periodontitis. (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Maruyama, F. Maruyama, Y. Takeuchi, C. Aikawa, Y. Izumi, I. Nakagawa.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1 ページ: 6602-6602
  • DOI: 10.1038/srep06602
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparative genome analysis and identification of competitive and cooperative interactions in a polymicrobial disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Endo, T. Watanabe, N. Ogata, T. Nozawa, C. Aikawa, S. Arakawa, F. Maruyama, Y. Izumi, I. Nakagawa.
  • 雑誌名: ISME Journal 巻: 9 号: 3 ページ: 629-642
  • DOI: 10.1038/ismej.2014.155
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparative genomic characterization of a Thailand-Myanmar isolate, MS6, of Vibrio cholerae O1 El Tor, which is phylogenetically related to a "US Gulf Coast" clone. (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Okada, M. Na Ubol, W. Natakuathung, A. Roobthaisong, F. Maruyama, I. Nakagawa, S. Chantaroj, S. Hamada
  • 雑誌名: PLos One 巻: 9 号: 6 ページ: e98120-e98120
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0098120
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Analysis of the factors affecting the formation of the microbiome associated with chronic osteomyelitis of the jaw (2014)
  • 著者名/発表者名: Goda A, Maruyama F, Michi Y, Nakagawa I, Harada K
  • 雑誌名: Clinical Microbiology and Infection 巻: - 号: 5 ページ: O309-O317
  • DOI: 10.1111/1469-0691.12400
  • 査読あり
• [雑誌論文] ゲノムから見た細菌の進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: Okura M, Lachance C, Osaki M, Sekizaki T, Maruyama F, Nozawa T, Nakagawa I, Hamada S, Rossignol C, Gottschalk M, Takamatsu D
  • 雑誌名: Dental Medicine Research 巻: 33 号: 3 ページ: 236-241
  • DOI: 10.7881/dentalmedres.33.236
  • NAID: 130004588205
  • ISSN: 1882-0719, 2186-540X
  • 査読あり
• [雑誌論文] Streptococcus pyogenes Escapes from Autophagy (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa I
  • 雑誌名: Cell Host and Microbe 巻: 14 号: 6 ページ: 604-606
  • DOI: 10.1016/j.chom.2013.11.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endogenous nitrated nucleotide is a key mediator of autophagy and innate defense against bacteria. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito C, Saito Y, Nozawa T, Fujii S, Sawa T, Inoue H, Matsunaga T, Khan S, Akashi S, Hashimoto R, Aikawa C, Takahashi E, Sagara H, Komatsu M, Tanaka K, Akaike T, Nakagawa I, Arimoto H.
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 52 号: 6 ページ: 794-804
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2013.10.024
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CRISPR regulation of intraspecies diversification by limiting IS transposition and intercellular recombination (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Nozawa T, Aikawa C, Amano A, Maruyama F, Na kagawa I.
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 5 号: 6 ページ: 1099-1114
  • DOI: 10.1093/gbe/evt075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic analysis of capsular polysaccharide synthesis gene clusters from all serotypes of Streptococcus suis : potential mechanisms for generation of capsular variation (2013)
  • 著者名/発表者名: Okura M, Takamatsu D, Maruyama F, Nozawa T, Nakagawa I, Osaki M, Sekizaki T, Gottschalk M, Kumagai Y, Hamada S
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol 巻: 79 号: 8 ページ: 2796-2806
  • DOI: 10.1128/aem.03742-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete genome sequence of a Propionibacterium acnes isolate from a sarcoidosis patient. (2013)
  • 著者名/発表者名: Minegishi K, Aikawa C, Furukawa A, Watanabe T, Nakano T, Ogura Y, Ohtsubo Y, Kurokawa K, Hayashi T, Maruyama F, Nakagawa I, Eishi Y
  • 雑誌名: Genome Announcement 巻: 1 号: 1 ページ: 16-12
  • DOI: 10.1128/genomea.00016-12
  • 査読あり
• [学会発表] 発現解析に基づいた選択的オートファジーに対抗するA群連鎖球菌遺伝子の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 峰岸 佳菜，渡辺 孝康，丸山 史人，中川 一路，江石 義 信
  • 学会等名: 第88回 日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長良川国際会議場（岐阜）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] 歯周病原細菌の宿主特異性を規定する遺伝的因子の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋 香，丸山 史人，渡辺 孝康，遠藤 亜希子，梅田 誠， 藤田 桂一，和泉 雄一，中川 一路
  • 学会等名: 第88回 日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長良川国際会議場（岐阜）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] CRISPR による腸内細菌プロファージの利己的進化機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 孝康，野澤 孝志，丸山 史人，中川 一路
  • 学会等名: 第88回 日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長良川国際会議場（岐阜）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] CRISPR-プロファージ相互作用解析から見出されたA 群レンサ 球菌のゲノム進化機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田 俊介，柴崎 真樹，渡辺 孝康，相川 知宏，野澤 孝志， 丸山 史人，中川 一路
  • 学会等名: 第88回 日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長良川国際会議場（岐阜）
  • 年月日: 2015-03-07 – 2015-03-09
• [学会発表] ゲノム解析から明らかとなったStreptococcus suis における曖昧 な種の境界及び進化の鍵となるスポット (2015)
  • 著者名/発表者名: 大倉 正稔1，野澤 孝志2，渡辺 孝康，中川 一路，高松 大輔， 大崎 慎人，関崎 勉，浜田 茂幸，丸山 史人
  • 学会等名: 第88回 日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長良川国際会議場（岐阜）
  • 年月日: 2015-03-07 – 2015-03-09
• [学会発表] 発現解析に基づいた選択的オートファジーに対抗するA群連鎖球菌遺伝子の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 相川知宏, Amonrattana Roobthaisong, 野澤孝志, 渡辺孝康, 丸山史人, 中川一路
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [学会発表] 複合細菌感染症に関わるキーストーン種と病原性因子ネットワーク (2014)
  • 著者名/発表者名: 郷田瑛, 加地博一, 丸山史人, 中川一路
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [学会発表] 細菌感染特異的オートファジーを制御する細胞制御因子の同定と機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島慎太郎, 今村拓郎, 相川知宏, 丸山史人, 中川一路
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [学会発表] Atg5-independent/Rab9a-dependent target of intracellular group A streptococcus (2014)
  • 著者名/発表者名: 野澤孝志, 野澤敦子, 相川知宏, 丸山史人, 中川一路
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [学会発表] Contribution of recycling endosome in Group A Streptococcus induced autophagosome formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Bijaya Haobam, 野澤孝志, 野澤敦子, 尾田誠一郎, 相川知宏, 丸山史人, 中川一路
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [学会発表] The Small GTPase Rab30 regulates anti-bacterial autophagy (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾田誠一郎, 野澤孝志, 野澤敦子, 相川知宏, 丸山史人, 中川一路
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [学会発表] Rab35 and TBC1D10A regulate the recruitment of NDP52 to groupA Streptococcus for autophagy (2014)
  • 著者名/発表者名: 野澤敦子, 野澤孝志, Bijaya Haobam, 相川知宏, 丸山史人, 中川一路
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [学会発表] インプラント周囲炎および歯周炎罹患部位の細菌群集比較を通じた周囲炎原因候補種と機能遺伝子の選定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 芝多佳彦，丸山史人, 竹内康雄，渡辺孝康, 小柳達郎, 和泉雄一, 中川一路
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [学会発表] 歯周病原細菌におけるCRISPRのゲノム進化制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺孝康，野澤孝志，相川知宏，丸山史人，中川一路
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [学会発表] 歯周病原細菌におけるCRISPRのゲノム進化制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺孝康，野澤孝志，相川知宏，丸山史人，中川一路&
  • 学会等名: 第8回日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 東京（東京農業大学）
• [学会発表] 細胞内寄生を介したA群連鎖球菌の多様化・進化機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田俊介，柴崎真樹，渡辺孝康，丸山史人，中川一路
  • 学会等名: 第8回日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 東京（東京農業大学）
• [学会発表] 種間の競争・協力がもたらす複合感染症成立機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸山史人，遠藤亜希子，和泉雄一，中川一路
  • 学会等名: 第8回日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 東京（東京農業大学）
• [学会発表] インプラント周囲炎・歯周炎罹患部位で活性を有する細菌群集比較を通じた周囲炎原因候補種の選定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 芝多佳彦，竹内康雄，中川一路, 和泉雄一
  • 学会等名: 第78回国腔病学会学術大会
  • 発表場所: 東京（東京医科歯科大学）
• [学会発表] 歯周病原細菌ゲノム情報から紐解く種の共生機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤亜希子，渡辺孝康，丸山史人，和泉雄一，中川一路
  • 学会等名: 第29回日本微生物生体学大会
  • 発表場所: 鹿児島（鹿児島大学郡元キャンパス）
• [学会発表] CRISPRによる病原性細菌の生存と進化侵略 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川一路
  • 学会等名: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 岡山（岡山コンベンションセンター）
  • 招待講演
• [学会発表] Porphyromonas gingivalisにおける遺伝的組換えとCRISPRによる相反的な種内多様性制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山史人，渡辺孝康，野澤孝志，中川一路
  • 学会等名: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 岡山（岡山コンベンションセンター）
• [学会発表] Red-complex構成細菌間での異なる進化機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤亜希子，渡辺孝志，丸山史人，和泉雄一，中川一路
  • 学会等名: 第55回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 岡山（岡山コンベンションセンター）
• [学会発表] 多株ゲノム情報から見出された歯周病原細菌CRISPRの新機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺孝康，野澤孝志，相川知宏，遠藤亜希子，丸山史人，中川一路
  • 学会等名: 第7回日本ゲノム微生物学会若手の会
  • 発表場所: 静岡（ろうきん研修所富士センター）
• [学会発表] 遺伝的組換えとCRISPRによる相反的な細菌種内多様性制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山史人，渡辺孝康，野澤孝志，相川知宏，中川一路
  • 学会等名: NGS現場の会 第三回研究会
  • 発表場所: 神戸（神戸ポートピアホテル）
• [学会発表] 顎骨骨髄炎の細菌創を規定する因子とコア・マイクロバイオーム (2013)
  • 著者名/発表者名: 郷田瑛，丸山史人，道泰之，加地博一，中川一路，原田清
  • 学会等名: 第7回細菌学若手コロッセウム
  • 発表場所: 広島（フォレストヒルズガーデン/広島エアポートホテル）
• [学会発表] 比較ゲノム解析から見出されたTannerella forsythia特異的生存戦略 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤亜希子、渡辺孝康、荒川真一、丸山史人、中川一路、和泉雄一
  • 学会等名: 第56回日本歯周病学会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [学会発表] インプラント周囲炎と歯周炎で構成種と共起・排除関係が異なる (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山緑子、竹内康雄、丸山史人、中川一路、和泉雄一
  • 学会等名: 第56回日本歯周病学会
  • 発表場所: 東京（タワーホール船堀）
• [備考] 京都大学大学院医学研究科微生物感染症学分野
  • URL: http://www.bac.med.kyoto-u.ac.jp/index.html
• [備考] 東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科・細菌感染制御学分野
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/grad/bac/