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2018 年度 実施状況報告書

バイオフィルム形成因子の全ゲノム探索を足掛かりとした肺MAC症の難治化機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K08172
研究機関新潟大学

研究代表者

立石 善隆  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (30433296)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードトランスポゾン / 次世代シーケンシング / 非結核性抗酸菌
研究実績の概要

非結核性抗酸菌は低酸素条件下において特異的にバイオフィルムを形成する(Totani T. Sci Rep. 2017;7:41775)。今回、トランスポゾン(Tn)変異導入システムによる、ゲノム全体を網羅した変異株の作成と、次世代シーケンス技術を併用したTransposon sequencingにより、バイオフィルム形成における必須遺伝子の探索を試みた。
Mycobacterium intracellulareに対してTnを導入し、変異株プールを作成した。この変異株プールから対数増殖菌およびバイオフィルム菌を作成しゲノムDNAを抽出した。次世代シーケンシングとBowtie2によるマッピングより、Tn挿入個所の同定と挿入リード数の算出を行った。条件特異的必須遺伝子の同定を、TRANSIT softwareを利用したresampling解析で行った。さらに、検出した遺伝子に対して、KEGGデータベースを用いたパスウェイ解析を行った。
その結果、57遺伝子において、Tn挿入数が有意に減少していた。これらの中には、糖質代謝(糖新生ならびにトレハロース合成反応)、アミノ酸代謝(分岐鎖アミノ酸分解、メチオニン合成)、脂質代謝(トリアシルグリセロール合成、コレステロール分解を含めた広範な代謝系が検出された。
Transposon sequencingにより、バイオフィルム形成における代謝経路の再構築が示唆された。次年度は、サンプル数を増やして上記結果の正確性を高めること、および上記代謝系遺伝子に対して、遺伝子欠損株を作成し、バイオフィルム形成に対する影響を直接的に証明する。

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

今年度は、非結核性抗酸菌に対するトランスポゾンシーケンシングにより、生存必須遺伝子をリストアップすることができた。

今後の研究の推進方策

次年度は、検体数を増やして今年度の結果の正確性を高める。また、遺伝子欠損株を作成し、これを使ってバイオフィルム形成への影響を直接的に証明する。

次年度使用額が生じた理由

遺伝子欠損株を作成する必要が生じたため。また、生体感染における必須遺伝子同定実験として、マウスの購入を検討しているため。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Serum antibody profiles in individuals with latent Mycobacterium tuberculosis infection.2019

    • 著者名/発表者名
      Maekura R, Kitada S, Osada-Oka M, Tateishi Y, Ozeki Y, Fujicawa T, Miki M, Jyunnko O, Mori M, Matsumoto S.
    • 雑誌名

      Microbiol Immunol

      巻: 000 ページ: 000

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12674

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Significance of a histone-like protein with its native structure for the diagnosis of asymptomatic tuberculosis.2018

    • 著者名/発表者名
      Ohara Y, Ozeki Y, Tateishi Y, Mashima T, Arisaka F, Tsunaka Y, Fujiwara Y, Nishiyama A, Yoshida Y, Kitadokoro K, Kobayashi H, Kaneko Y, Nakagawa I, Maekura R, Yamamoto S, Katahira M, Matsumoto S.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 13 ページ: e0204160

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pone.0204160. eCollection 2018

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Transposon sequencingを利用した非結核性抗酸菌のバイフィルム形成における必須遺伝子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      立石 善隆
    • 学会等名
      日本細菌学会中部支部会

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公開日: 2019-12-27  

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