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2013 年度 実績報告書

ジャンボファージによる青枯病菌の持続的制圧

研究課題

研究課題/領域番号 24380049
研究機関広島大学

研究代表者

山田 隆  広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (40230461)

研究分担者 藤江 誠  広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (20274110)
川崎 健  広島大学, 先端物質科学研究科, 助教 (00510299)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード青枯病 / バクテリオファージ / ジャンボファージ / バイオコントロール
研究概要

青枯病菌特異的ジャンボファージRSL1(未知な部分が多い)と宿主菌の相互作用に関する学術的新知見を得て、持続的な病原菌の制圧モデルとして特徴付けることを目的とした。当初計画に従い以下の成果を得た。(1)制菌時に高発現する12個の遺伝子をプラスミドpRSS-TGに結合し、lacプロモータ下流で発現させた結果、orf105, orf106, orf121が宿主菌の増殖を促進し、orf137, orf209が増殖抑制した。(2)共存状態で誘導されるプラスミド様因子が溶原化RSSファージ由来であることが判明し、塩基配列決定によりプラスミド切り出し部位(attL/attR:attB)が宿主dif部位である事を確定した。これにより、RSSファージの宿主組込み機構がXerC,D系による事が明らかとなった。(3)RSL1のh-変異株(耐性株にsuper infective)をUV照射法,ニトロソグアニジン処理によって試み,いくつかの候補を得たが、容易に戻り変異をすることが判明した。この機構に興味が持たれる。(4)EZ-Tn5TM<Kan-2>Tnp Transposome TMKitを用いたノックアウトライブラリーを作成し、3種の耐性変異株を得た。いずれもLPS合成系に変異点を有し、RSL1の宿主吸着性が大きく低下していた。このことからLPSがRSL1受容体として作用し、LPS構造変化が耐性機構の一つであると判明した。ファージ側因子特定のため粒子高次構造解析を行った。頭部は少なくとも5種のタンパク質から成り,尾部はT4のものと似ておりVI型分泌装置との密接な関係を示した。ファージ共存状態で繊維状RSSファージが誘導され、宿主菌の病原性遺伝子phcA, phcB, hrpB, egl, pilT etc.の発現が一斉に抑制されていた。RSSファージにコードされた転写抑制因子ORF13によるものと思われる。

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

研究の目的達成のため設定した4つの課題のうち(1)、(2)、(3)の3つについて当初計画通り成果を得た。さらに、宿主RSL1体制機構の一環を明らかにし、耐性菌が病原性を失うという重要な発見をした。(4)宿主菌のファージ耐性、耐性解除機構についてさらに研究を進める。

今後の研究の推進方策

ジャンボファージ(未知な部分が多い)と宿主菌の相互作用に関する学術的新知見を得て、持続的な病原菌の制圧モデルとして特徴付ける最終目標達成のために、(1)RSL1のh-変異株(耐性株にsuper infective)を分離し,変異点を特定する、(2)特にRSL1高次構造の変化(尾繊毛配列変化)との関係を明らかにし、有効ファージデザインの基礎とする。また、細菌、ファージ相互作用における動的因子を特定し、最適制圧条件を決定する。

次年度の研究費の使用計画

実験計画遂行中に定量PCR装置が故障し、更新が必要となった。次年度に更新する予定(経費計画に含まれていない)で繰越金が生じた。
定量PCR装置ThermalCyclerDice(タカラバイオ)1,782,000円(備品)を購入予定。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Insights into the diversity of φRSM phages infecting strains of the phytopathogen Ralstonia solanacearum complex: regulation and evolution2014

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Askora, Takeru Kawasaki, Makoto Fujie and Takashi Yamada
    • 雑誌名

      Mol. Genet. Genom.

      巻: 289 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1007/s00438-014-0835-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Bacteriophages Cp1 and Cp2, the Strain-typing Agents for Xanthomonas axonopodis pv. citri2014

    • 著者名/発表者名
      Ahmad A. A., Ogawa, M., Kawasaki, T., Fujie, M., and Yamada, T.
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microbiol.

      巻: 80 ページ: 77-85

    • DOI

      10.1128/AEM.02310-13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] バクテリオファージを用いた植物病診断・防除システムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      山田 隆
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 52 ページ: 未定

  • [雑誌論文] Filamentous phages of Ralstonia solanacearum: Double-edged swords for pathogenic bacteria2013

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T.
    • 雑誌名

      Front. Microbiol.

      巻: 4 ページ: 325.1-325.7

    • DOI

      10.3389/fmicb.2013.00325.

    • 査読あり
  • [学会発表] 青枯病菌に感染するT7型ファージゲノムのダイナミックな再編成

    • 著者名/発表者名
      小寺 星、藤原亜希子、川崎 健、藤江 誠、山田 隆
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島市)
  • [学会発表] 青枯病菌に感染する3種のT7型ファージの系統解析と感染実験

    • 著者名/発表者名
      松波美奈穂、川崎 健、藤江 誠、山田 隆
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島市)
  • [学会発表] 青枯病菌ジャンボファージRSL1の構造と機能に関する研究

    • 著者名/発表者名
      竹内秀樹、川崎 健、藤江 誠、山田 隆
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島市)
  • [学会発表] 青枯病菌繊維状ファージRSMの宿主制御機構に関する研究

    • 著者名/発表者名
      薮谷祐司、川崎 健、藤江 誠、山田 隆
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島市)
  • [学会発表] History and pogress of phage biocontrpl in agriculrure

    • 著者名/発表者名
      YAMADA Takashi
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会, Int Natl Symp “Challenge of Red Queen”
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島市)
  • [学会発表] ファージを利用した青枯病防除技術の開発

    • 著者名/発表者名
      山田 隆
    • 学会等名
      平成25年度野菜茶業試験研究推進会議 野菜病害虫部会野菜病害虫研究会
    • 発表場所
      (独)農業・食品産業技術総合研究機構 野菜茶業研究所
  • [備考] 広島大学大学院先端物質科学研究科分子生命機能科学専攻生命分子情報学研究室ホームページ

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/mbiotech/ichikou/index.html

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公開日: 2015-05-28  

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