病原性大腸菌ゲノムの多様性と可塑性

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13206068
• 研究機関: 宮崎医科大学
• 研究代表者: 林 哲也 宮崎医科大学, 医学部, 教授 (10173014)
• 研究分担者: 大西 真 宮崎医科大学, 医学部, 助教授 (10233214)
• キーワード: 病原性大腸菌 / ゲノム / ゲノム多型 / 可塑性 / PCR / バクテリオファージ

研究概要

病原性大腸菌には種々のタイプが存在し、それぞれ異なった感染症を引き起こす。病原性大腸菌のゲノムの多様性の実態と病原型との関連、多様性獲得の分子機構、それに伴うゲノムの可塑性を明らかにすることを目的として、病原性大腸菌O157堺株とK-12株のゲノム配列に基づいて、大腸菌ゲノムを約10Kb単位で増幅できるPCRプライマーセットを作製し、これを用いて各種O157株の全ゲノム構造を解析した(whole genome PCR scanning、以下WGPSと呼ぶ)。まず、1998年に日本各地で分離されたO157臨床分離株からXbaIによる染色体切断パターンの大きく異なる10株を選択し、堺株を基準として全ゲノム構造をWGPSで解析した。各O157株で堺株と構造の異なるゲノム領域を全て同定でき(2株はO157ではないことが解析終了後に判明)、WGPSという新しいゲノム解析法がほぼ確立できたといえる。また、解析結果から、O157菌株間には予想以上の多様性が存在し、特にラムダ様プロファージ領域には株間で大きな違いがあることが明らかとなった。多様なO157の出現にはラムダ様ファージが大きく関与していることが示唆される。堺株と構造の異なる領域の配列決定に関しては現在進行中である。PCRで増幅されない領域は、インバースPCR法を用いて該当領域の構造を決定する予定であったが、PCRで増幅されない領域も予想以上に数が多く、サイズも大きかったため、各株のBACライブラリーの作製を行うことにより対応することにした。現在、BACライブラリーの作成が進行中である。なお、継代培養によるゲノムの可塑性解析に関しては、継代培養条件等の検討を行い、得られた菌株の一部で染色体の構造変化が起きていることをPFGEで確認した。また、これらの解析と平行して、urease遺伝子の大腸菌株間における保有率およびtoxB遺伝子の機能を解析し、その分布や機能の一部が明らかにできた。

研究成果

• [文献書誌] M.Ohnishi, et al.: "Diversification of Escherichia coli genomes : are bacteriophages the major contributors?"Trends Microbiol.. 9. 481-485 (2001)
• [文献書誌] I.Tatsuno, et al.: "toxB gene on pO157 of enterohaemorrhagic Escherichia coli O157:H7 is required for full epithelial cell adherence phenotype"Infect. Immun.. 69. 6660-6669 (2001)
• [文献書誌] T.Yamaguchi, et al.: "Complete nucleotide sequence of a Staphylococcus aureus exfoliative toxin B plasmid and identification of a novel ADP-ribosyltransferase, EDIN-C"Infect. Immun.. 96. 7760-7771 (2001)
• [文献書誌] M.Nakano, et al.: "Association of the urease gene with enterohemorrhagic Escherichcia coli strains irrespective of their serogroups"J. Clin. Microbiol.. 39. 4541-4543 (2001)
• [文献書誌] 大西真, 黒川顕, 林哲也: "腸管出血性大腸菌O157全ゲノム配列決定の意義"蛋白質 核酸 酵素. 46. 1862-1866 (2001)
• [文献書誌] 大西真, 林哲也: "腸管出血性大腸菌O157:H7"臨床と微生物. 28. 751-758 (2001)
• [文献書誌] 林 哲也 他: "医科細菌学第3版"南江堂. (2001)