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2021 年度 実施状況報告書

酪酸産生菌 F. prausnitzii の糖代謝と機能性物質の産生

研究課題

研究課題/領域番号 20K05792
研究機関東京農業大学

研究代表者

遠藤 明仁  東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (90445685)

研究分担者 梶川 揚申  東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (30646972)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード酪酸産生菌 / 腸内細菌 / 抗炎症活性 / 菌種内多様性 / 分類
研究実績の概要

酪酸産生菌の一種である Faecalibacterium prausnitzii はヒト腸内で最も主要な酪酸産生菌であり、現在ではその存在量が腸内の健康マーカーの一つとして考えられている。一方で、本菌の分類学上の不均一性が近年報告されており、これまでに蓄積された本菌の健康マーカーとしてのデータには疑問が残る。また、本菌はMAMと呼ばれる抗炎症性タンパク質を産生することで腸内の恒常性に寄与していると報告されているが、MAMは菌株間で構造が大きく異なるため、菌株間でのMAMの構造の違いと機能性の違いを明らかにする必要がある。更に、本菌のMAM産生に及ぼす環境因子についても検討する必要がある。本研究ではこれらを検討課題とした。
まずゲノム情報を利用した in silico 解析により、Faecalibacterium prausnitzii と報告されている菌株の種内不均一性を明らかにし、過去に報告されていたデータには多くの誤りがあることを明らかにした。またこの不均一性を基に、3菌種の新種を提唱し、受理された。これらのデータは今後の腸内細菌研究においてベンチマークとなる。
次に、菌株間におけるMAMの立体構造の違いを立体構造予測したところ、菌株間で大きな違いがあることを明らかにした。その後、5菌株を選抜し、MAMの機能性(抗炎症活性)を比較するため、大腸菌に異種発現を行った。現在はこの異種発現株を用いて、MAMの精製および抗炎症活性の比較を行うための準備をしている。
また本菌のMAM産生に及ぼす環境因子について、糖源の違いがMAM産生に及ぼす影響を調べるため、複数の異なる糖源を用いて本菌を培養し、MAM遺伝子の発現解析を行った。その結果、今回試験した糖源ではMAM遺伝子の発現に有意な差は見られなかった。

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

昨年度はコロナ禍での研究室活動の制限のため、実験面で少しの遅れがあったが、本年度はその遅れの多くを解消できた。
また、引き続きゲノム解析では大きな進展があった。

今後の研究の推進方策

今後もこれまで通り研究を進めていくことで、当初の目標の多くを達成できると考えている。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 その他

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

  • [国際共同研究] University of Turku(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      University of Turku
  • [国際共同研究] IPLA-CSIC(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      IPLA-CSIC
  • [雑誌論文] 16S rRNA gene sequence diversity in <i>Faecalibacterium prausnitzii-</i>complex taxa has marked impacts on quantitative analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Tanno Hiroki、Maeno Shintaro、Salminen Seppo、Gueimonde Miguel、Endo Akihito
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Ecology

      巻: 98 ページ: fiac004

    • DOI

      10.1093/femsec/fiac004

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genome-based, phenotypic and chemotaxonomic classification of Faecalibacterium strains: proposal of three novel species Faecalibacterium duncaniae sp. nov., Faecalibacterium hattorii sp. nov. and Faecalibacterium gallinarum sp. nov.2022

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Mitsuo、Sakurai Naomi、Tanno Hiroki、Iino Takao、Ohkuma Moriya、Endo Akihito
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 72 ページ: 未定

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.005379

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Faecalibacterium prausnitzii の多様性と特異的プライマーの評価2021

    • 著者名/発表者名
      丹野 広貴、遠藤 明仁
    • 学会等名
      腸内細菌学会
  • [学会発表] ヒト腸内酪酸産生菌 Faecalibacterium prausnitzii のゲノム及び 16S rRNA 遺伝子の多様性2021

    • 著者名/発表者名
      丹野 広貴、遠藤 明仁
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会
  • [学会発表] ヒト腸内酪酸産生菌 Faecalibacterium prausnitzii の多様性と特異的プライマーの評価2021

    • 著者名/発表者名
      丹野 広貴、遠藤 明仁
    • 学会等名
      日本農芸化学会北海道支部会

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公開日: 2023-12-25  

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