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2023 年度 実施状況報告書

二成分転写制御系CrrBによる多剤耐性化とコリスチン耐性化のメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K07016
研究機関第一薬科大学

研究代表者

小川 和加野  第一薬科大学, 薬学部, 教授 (90397878)

研究分担者 廣村 信  第一薬科大学, 薬学部, 准教授 (30411036)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード抗菌薬多剤耐性 / コリスチン耐性 / 肺炎桿菌 / 2成分転写制御系
研究実績の概要

RND型多剤排出ポンプKexDは、ゲノム上のCrrB遺伝子の点変異により発現上昇することをこれまでに明らかにした。CrrBは二成分転写制御系のセンサーカイネースに分類される転写制御因子である。CrrB遺伝子の同一オペロン上には、レスポンスレギュレーター遺伝子crrAが存在しており、CrrAとCrrBはとともに機能すると推定されている。そこで、KexD発現上昇変異株、及び関連するいくつかの遺伝子改変株においてkexD、crrAのmRNA発現を調べた。
その結果、CrrAをプラスミドで相補すると、ゲノム上からのkexDとcrrBの発現が上昇した。また、変異型CrrBをプラスミドで相補した株では、ゲノム上からのkexDとcrrAの発現が増加したが、野生型crrBを相補しても、これらの遺伝子の発現上昇は起きなかった。従って、CrrAの発現レベルがKexDの発現増加に重要である可能性があることを明らかにした。一方、CrrABはコリスチン耐性化に関与する転写制御因子であると報告されているが、研究代表者が保有するCrrB変異株ではコリスチン耐性化は生じていなかった。CrrAあるいは変異型CrrB相補によりKexD発現が上昇した株においても、コリスチン耐性の上昇は観察されなかった。
そこで、コリスチン耐性株を分離した。コリスチン耐性株は1段階では分離されず、コリスチン濃度を徐々に上昇させることにより分離した。2023年度末にこれらの変異株についてトランスクリプトーム実験を実施した。本年度はこの結果解析を実施する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2023年度は学内のカリキュラム編成変更のあおりを受け、研究時費やす時間が減らされた。また、元々、コロナ禍の影響で遅れ気味であったため、その遅れを取り戻すには至っていない。

今後の研究の推進方策

コリスチン耐性変異株において実施したトランスクリプトーム実験の結果解析を行う。また、これまでに多剤排出ポンプKexDの発現を変化させる因子として、ヒスチジン合成酵素、c-di-GMPホスホジエステラーゼ、RNAヘリカーゼ、葉酸デヒドロゲナーゼを見出している。このうち、ヒスチジン合成酵素、葉酸デヒドロゲナーゼにTnが挿入された株では、コリスチン耐性に関係する遺伝子crrABオペロンの発現が検出不可能レベルにまで低下した。これらの遺伝子欠損株にCrrAを相補することで、KexDの発現が上昇するかどうかなどを検証する。

次年度使用額が生じた理由

申請時に国際学会参加経費を計上していたが、コロナ禍の影響により予定していた学会(the International Union of Microbiological Societies (IUMS))への参加を見送った。その経費が最終年度まで繰り越されたと考えている。本年度は同学会の開催年次に当たるため、IUMSに参加する予定である。また、残りの経費は研究用試薬の購入などに充当する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023

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 (2件)

  • [雑誌論文] Mutation in crrB encoding a sensor kinase increases expression of the RND-type multidrug efflux pump KexD in Klebsiella pneumoniae2023

    • 著者名/発表者名
      Dodan Hayata、Hiromura Makoto、Ni Rui Ting、Matsubara Futoshi、Kuroda Teruo、Ogawa Wakano
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 878 ページ: 147543~147543

    • DOI

      10.1016/j.gene.2023.147543

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of the order of exposure to antimicrobials on the incidence of multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Nami、Fujita Tomoko、Fujioka Takahiro、Tagawa Mei、Kohira Naoki、Torimaru Kensho、Shiota Sumiko、Kumagai Takanori、Morita Daichi、Ogawa Wakano、Tsuchiya Tomofusa、Kuroda Teruo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 8826

    • DOI

      10.1038/s41598-023-35256-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 肺炎桿菌のRND型多剤排出ポンプKexD発現に関与する因子の検討2023

    • 著者名/発表者名
      小川和加野、廣村信、堂段駿太、松原大、黒田照夫
    • 学会等名
      第35回微生物シンポジウム
  • [学会発表] Serratia marcescens における 2 成分制御系SarRSを介した消毒薬耐性機構の解析2023

    • 著者名/発表者名
      百留 孝士郎,谷重 萌,安岡 里帆, 近藤有馬, 森田 大地, 小川 和加野,熊谷 孝則, 黒田 照夫
    • 学会等名
      第76回日本細菌学会中国・四国支部総会

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公開日: 2024-12-25  

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