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2023 年度 実績報告書

バイオイメージングで解き明かす人獣共通感染症細菌の宿主依存的病原性発現機構

研究課題

研究課題/領域番号 21H02727
研究機関東北大学

研究代表者

中村 修一  東北大学, 工学研究科, 准教授 (90580308)

研究分担者 小泉 信夫  国立感染症研究所, 細菌第一部, 主任研究官 (10333361)
加藤 貴之  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (20423155)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード人獣共通感染症 / レプトスピラ症 / イメージング / 運動性 / 宿主選好性 / スピロヘータ
研究実績の概要

人獣共通感染症においては,病原体が感染する宿主によって症状の重症度が異なるケースが多くみられ,無症状のまま病原体を長期保菌する宿主もいる。本研究は,多くの哺乳動物が感染しうる病気の例としてレプトスピラ症を取り上げ,病原体であるレプトスピラ属細菌の宿主選好性のメカニズム解明を目的とする。前年度までに行ったin vitro感染実験によって,動物細胞へのレプトスピラ細菌の付着率が高いほど,動物細胞上での細菌運動性(クロウリング運動)が抑制されることが示された。令和5年度はこれまでの研究を発展させ,付着性と運動性に対する細菌外膜蛋白質の関与を調べた。トランスポゾンランダム変異挿入法により獲得した外膜蛋白質LigAとLenAの欠損株について,それぞれのレプトスピラ株の腎臓細胞付着性と腎臓細胞上でのクロウリング運動を調べた。その結果,いずれの株も野生型に比べて細胞付着性が低下した一方で,クロウリング運動が活性化したことから,これらの外膜蛋白質が宿主細胞上でのレプトスピラの動態に関与する分子であることが示唆された。前年度までに,同様の変異導入法で得られた外膜蛋白質LipL32の欠損株の遊泳運動が野生型に比べて不安定であることを示唆する結果も得られていた。LipL32はレプトスピラ菌体に豊富に存在する蛋白質である。外膜から蛋白質が大量に損失したことによって菌体の剛性が影響を受けている可能性を仮定し,光ピンセットを用いた剛性計測を行った。以前の研究で構築した暗視野照明下の光ピンセット系を明視野照明型に改良し,より簡便なデータ収集を可能にした。その結果,LipL32欠損による菌体剛性の低下が確認された。さらに,経皮侵入を模倣したゲル-液界面での動態が野生株とLipL32欠損株では異なる可能性が示唆された。これらの結果は,菌体剛性と感染確率を関連付ける手がかりとなることが期待できる。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] It’s not all about flagella? sticky invasion by pathogenic spirochetes2024

    • 著者名/発表者名
      Strnad Martin、Koizumi Nobuo、Nakamura Shuichi、Vancov Marie、Rego Ryan O.M.
    • 雑誌名

      Trends in Parasitology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.pt.2024.03.004

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Frontiers of microbial movement research2023

    • 著者名/発表者名
      Minamino Tohru、Nakane Daisuke、Nakamura Shuichi、Kiyama Hana、V. Morimoto Yusuke、Miyata Makoto
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 20 ページ: -

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v20.0033

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Machine learning-based motion tracking reveals an inverse correlation between adhesivity and surface motility of the leptospirosis spirochete2023

    • 著者名/発表者名
      Abe Keigo、Koizumi Nobuo、Nakamura Shuichi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41467-023-43366-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Inverse correlation between adhesivity and crawling motility in Leptospira interrogans2024

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Nakamura
    • 学会等名
      Biology of Spirochetes, Gordon Research Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mechanism and biological significance of flagella-dependent bacterial motility2024

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Nakamura
    • 学会等名
      Active matter 2024
    • 招待講演
  • [学会発表] レプトスピラ症病原体の培養腎臓細胞に対する接着性と運動性の反相関関係2023

    • 著者名/発表者名
      阿部圭吾、小泉信夫、中村修一
    • 学会等名
      第75回日本細菌学会東北支部総会・学術集会
  • [学会発表] 培養腎臓細胞に対するレプトスピラの接着性とクロウリング運動の反相関関係2023

    • 著者名/発表者名
      阿部圭吾、小泉信夫、中村修一
    • 学会等名
      第59回レプトスピラ・シンポジウム
  • [学会発表] レプトスピラ症の重症度と病原体の接着性・運動性・形態の関係2023

    • 著者名/発表者名
      中村修一,阿部圭吾,宇川聡一,高部響介,小泉信夫
    • 学会等名
      グローバルヘルス合同大会2023
  • [学会発表] Biophysics of spirochetes2023

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Nakamura
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploring Bacterial Flagella and Motility with Biophysical Approaches2023

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Nakamura
    • 学会等名
      IEEE-NANOMED 2023
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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