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2011 年度 実施状況報告書

ファージ溶菌酵素を利用する新規ピロリ菌除菌法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23591478
研究機関高知大学

研究代表者

松崎 茂展  高知大学, 教育研究部医療学系, 准教授 (00190439)

研究分担者 竹内 啓晃  高知大学, 教育研究部医療学系, 講師 (90346560)
内山 淳平  高知大学, 教育研究部医療学系, 助教 (20574619)
大畑 雅典  高知大学, 教育研究部医療学系, 教授 (50263976)
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワードピロリ菌 / 外膜 / バクテリオファージ / リガンド分子 / 溶菌酵素
研究概要

本研究課題の最終目標は、我々が新規に分離したファージphiHP33について、その宿主であるピロリ菌への吸着に関与するリガンド分子およびペプチドグリカンを分解する酵素(溶菌酵素)の遺伝子を特定し、それらを融合させ、外膜通過可能な融合溶菌酵素を作成し、それをピロリ菌除菌に応用することである。本年度において、phiHP33は全く新規のファージであるため、まず本ファージの生活環の解明、およびファージ粒子構成タンパク質の遺伝子の特定を行なった。(1)本ファージのピロリ菌への吸着は、接触開始後15分で添加ファージ粒子の約30%が吸着したが、それ以上吸着反応は進行しなかった。本ファージは、菌への感染140分後から子ファージを放出し始め(潜伏期間140分)、約13個の子ファージを産生する、すなわちバーストサイズが13であることが分かった。また、本ファージは、検討したピロリ菌47株中、29株(宿主域62%)に感染できることが分かった。(2)リガンド分子特定のため、2度のCsCl密度勾配超遠心によりファージ粒子を高度に精製した。精製ファージ粒子について、構成タンパク質をSDS-PAGEで分離後、各タンパク質バンドについて質量分析により内部アミノ酸配列の解読を行ない、また量的に十分であるものについてはアミノ酸シークエンサーによるN-末端アミノ酸配列の解読も行った。前に決定していたDNA塩基配列26kbpの30個のORFと対応させることにより、7種のファージ粒子構成タンパク質の遺伝子を特定した。この内1~数個がファージリガンドタンパク質をコードしている予想された。(3) phiHP33のゲノムアノテーションにより、一般的に溶菌酵素遺伝子の近傍に存在するホリン遺伝子が特定された。これにより、本遺伝子の両端あるいは近傍に存在するORFが溶菌酵素をコードしていると予想された。

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

我々が分離したphiHP33は全く新規のファージであるため、ピロリ菌細胞内におけるファージ粒子の電子顕微鏡観察、吸着、潜伏期間、バーストサイズの解析を行ない、そのライフサイクルの全体像の概略を明らかにすることができた。また、ファージ粒子の構成タンパク質の種類を明らかにし、それらをコードする遺伝子を特定することができた。これは、ファージリガンドタンパク質を7種まで絞り込め、その量的関係から恐らく約4個以内に絞り込めていると予想される。また、ファージゲノムのアノテーションにより、DNA複製関係遺伝子クラスターおよびファージ構造タンパク質遺伝子クラスターを特定できており、かつファージによる溶菌と密接に関係するホリン遺伝子を特定できているため、溶菌酵素はその近隣の数個のORFに絞り込むことができた。以上から、本課題の遂行に必須である、phiHP33のリガンドタンパク質と溶菌酵素の特定にかなり近づいたと考える。

今後の研究の推進方策

(1)前年度の研究により特定されたファージ phiHP33 の構成タンパク質遺伝子7個を、発現ベクターにクローニングし、大腸菌で発現させ、それをCo-セファロースカラム等を使用して精製する。(2)各精製タンパク質とピロリ菌を混合し、低速遠心後の上清への当該タンパク質の残留の有無により、ピロリ菌への吸着を確認する。上清中のタンパク量が減少したものを、ファージリガンドタンパク質と特定する。(3)一方ホリン遺伝子の近傍に存在する比較的大きなORF数個を発現ベクターにクローニングし、大腸菌で発現させる。その菌破砕液をピロリ菌ペプチドグリカンを含むSDS-PAGEで分離し、泳動後タンパク質の再生処理を行ない、ペプチドグリカン分解活性をザイモグラフで検出する。ペプチドグリカン分解活性が検出されたクロンを溶菌酵素遺伝子として特定する。溶菌酵素をCoセファロ-ス等により精製する。(4)種々の架橋化剤を使用し、特定されたファージリガンド分子および溶菌酵素を結合させる条件を検討する。(5)融合溶菌酵素をピロリ菌に作用させせ、溶菌活性を検討する。

次年度の研究費の使用計画

試薬類(細菌用培地(馬血清費用を含む)、DNA解析用試薬等)150万円プラスチック製品 50万円、ガラス製品 20万円、論文校正・投稿費 30万円、旅費 10万円平成23年度の研究において、ファージ生活環の検討およびファージ粒子タンパク質の同定に若干予想を上回る時間を要したために、次年度に経費を繰り越すことになったが、次年度は当初の計画通り進める予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] バクテリオファージ療法研究の現状と展望2011

    • 著者名/発表者名
      松崎茂展、内山淳平、竹村伊代、大畑雅典
    • 雑誌名

      日本医事新報

      巻: 4551 ページ: 48-49

  • [雑誌論文] Improved adsorption of an Enterococcus faecalis bacteriophage ΦEF24C with a spontaneous point mutation2011

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama J
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 6 ページ: e26648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Promoter methylation of the bone morphogenetic protein 6 gene in multiple myeloma.2011

    • 著者名/発表者名
      Hashida Y
    • 雑誌名

      Oncol Rep.

      巻: 27 ページ: 825-830

    • 査読あり
  • [学会発表] 黄色ブドウ球菌 ファージの尾部リガンドタンパク質を利用した細菌検出法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      内山伊代
    • 学会等名
      第8回合同地方会(第57回日本臨床検査医学会中国・四国支部総会,第152回日本臨床化学会中国支部例会・総会,第22回日本臨床化学会四国支部例会・総会)
    • 発表場所
      岡山大学医学部( 岡山市 )
    • 年月日
      2012年2月4日~5日
  • [学会発表] Improved adsorption of an Enterococcus faecalis bacteriophage phiEF24C with a point mutation.2012

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama J
    • 学会等名
      第85回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール( 長崎市 )
    • 年月日
      2012年3月26日
  • [学会発表] バクテリオファージの 尾部リガンド分子を利用する細菌同定法2012

    • 著者名/発表者名
      松崎茂展
    • 学会等名
      国際医薬品原料・中間体展(招待講演)
    • 発表場所
      東京ビッグサイト( 東京都 )
    • 年月日
      2012年3月21日
  • [学会発表] 緑膿菌臨床分離株に対するバクテリオファージKPP12の溶菌効果の検討2012

    • 著者名/発表者名
      福田 憲
    • 学会等名
      角膜カンファランス2012
    • 発表場所
      ホテルニューオータニ( 東京都 )
    • 年月日
      2012年2月24日
  • [学会発表] Improved adsorption of Enterococcus faecalis bacteriophage φEF24C caused by a point mutation in a tail fiber gene.2011

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama J
    • 学会等名
      International Congress of Virology
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター( 札幌市 )
    • 年月日
      2011年9月16日
  • [学会発表] Identification of a tail adsorption protein by comparative genomic analysis of Staphylococcus aureus bacteriophages S13’and S24-1.2011

    • 著者名/発表者名
      Takemura I
    • 学会等名
      International Congress of Virology
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター( 札幌市 )
    • 年月日
      2011年9月16日
  • [学会発表] 感染効率が改善された腸球菌バクテリオファージφEF24C変異体の解析2011

    • 著者名/発表者名
      内山淳平
    • 学会等名
      第5回細菌学・若手コロッセウム
    • 発表場所
      桂浜荘( 高知市 )
    • 年月日
      2011年8月8日~10日
  • [学会発表] バクテリオファージによるマウス緑膿菌角膜炎の抑制効果2011

    • 著者名/発表者名
      福田 憲
    • 学会等名
      第48回日本眼感染症学会
    • 発表場所
      国立京都国際会館( 京都市 )
    • 年月日
      2011年7月8日
  • [学会発表] 緑膿菌 ファージKPP10 のゲノムDNA 解析2011

    • 著者名/発表者名
      内山淳平
    • 学会等名
      第64回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス( 岡山市 )
    • 年月日
      2011年10月22日
  • [産業財産権] 黄色ブドウ球細菌に結合するタンパク質及びそのタンパク質を利用した黄色ブドウ球細菌の測定方法2011

    • 発明者名
      大畑雅典、松崎茂展、内山淳平、竹村伊代
    • 権利者名
      高知大学
    • 産業財産権番号
      特許: 特願2011-192996
    • 出願年月日
      2011年09月05日

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公開日: 2013-07-10  

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