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2013 年度 実施状況報告書

新規バクテリオファージゲノム由来ヌクレオシドの抗ウイルス活性の可能性検討

研究課題

研究課題/領域番号 24791025
研究機関高知大学

研究代表者

内山 淳平  高知大学, 教育研究部医療学系, 助教 (20574619)

キーワードファージ / ヌクレオシド / LC-MS / 核酸分析
研究概要

ウイルス感染症に対する化学療法では、ウイルスの複製を阻害させる核酸類似体が使用されている場合がある。中でも、ヌクレオシドの構造をベースにした核酸類似体が高頻度で使用されている。一部のバクテリオファージ(ファージ)は、様々な修飾された核酸塩基を有していると期待される。新規の核酸誘導体は、抗ウイルス薬のリソースになりうる可能性を十分有している。それゆえ、本申請研究では、ファージの新規ヌクレオシドの捜索を行い、抗ウイルス作用の検討を目的とした。
初年度(平成25年度)では、酵素を使用しファージ核酸をヌクレオシドへ分解し、LC―MS(ナノ液体クロマトグラフィー・精密質量分析器)による分解ヌクレオシドを定量的に測定可能な分析方法を立ち上げた。数種類のファージ核酸を分析した結果、ユニークなヌクレオシド構造は認められなかった。しかしながら、数種類の同属に属するファージDNAの分析を行ったところ、ヌクレオシドの種類と遺伝学的な分類方法で相関性がみられることが明らかとなった。これを、論文に報告した(Uchiyama J, et al. (2012) Arch Virol. 157(8):1587-92.)次年度(平成26年度)は、ファージのヌクレオシドの測定により、ファージ2株でチミンの代わりにデオキシウラシル(dU)を有するファージを発見した。これら、dUを有するゲノムDNAに有するファージの発見を論文へ報告した(Uchiyama J, et al. 2014 ISME J. in press.)。
これまでの研究成果は、論文業績は出ているものの、本研究が目標とする新規核酸誘導体の発見とその評価につながるものではない。その理由の一つが、平成25年度、平成26年度とも機器の故障、大学業務等があり、順調に研究が遂行可能な状況になかったことが考えられる。

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

ファージゲノム核酸のヌクレオシド分析を行った。まず、ファージ核酸の構成成分の測定方法を立ち上げた。LC-MS(ナノ液体クロマトグラフィー・精密質量分析器)で標準ヌクレオシドの分離・分析を行い、測定条件の設定を行った。次に、ファージゲノム核酸のヌクレオシド分析を行った。ファージ6株(Enterococcus phage φEF24C、Staphylococccus phage K、Staphylococcus phage S6、Escherichia coli phage lambda、Bacillus phage PBS1、Serratia phage KSP100)のゲノム核酸を抽出した。ゲノム核酸を酵素によりヌクレオシドへ分解し、LC-MSで測定を行った。その結果、4種類のファージ(phage φEF24C、phage K、phage KSP100、phage lambda)では、通常のDNA(A, T, G, C)であった。残りの2種類(phage S6、phage PBS1)は、dUを有するDNA(A, dU, G, C)であることが明らかとなった。
以上の研究成果を論文報告した。研究責任者は、これらの結果を分類学的・分子生物学的に考察し、ウイルス分類学での研究成果として発表した(Archive of Virology, 157(8):1587-1592, 2012)。また、チミンの代替えとして、ウラシルを二重鎖DNAの塩基にdUを保有する生物を発見したことは、生命科学上非常に意義のある結果と、他の分子生物学・細菌学・ウイルス学の研究者らからのコメントを頂いた。それゆえ、本成果に関して、論文へ報告した(Uchiyama J, et al. 2014 ISME J. in press.)。
これまでの研究成果は、論文業績は出ているものの、本研究が目標とする新規核酸誘導体の発見とその評価につながるものではない。それゆえ、これまでの研究達成度は、十分といえない。その理由の一つが、平成25年度、平成26年度とも機器の故障、大学業務等があり、順調に研究が遂行可能な状況になかったことが考えられる。

今後の研究の推進方策

これまで、有望な核酸誘導体は見つかっていない。それゆえ、今後、保有ファージのゲノム核酸の分析を行う。また、新規ファージの分離も同時に行う予定である。さらに、dUファージ(ゲノムDNA塩基のチミンが全てウラシルに置換されたゲノムDNAを有するファージ)の細菌内での核酸生合成時に生じるヌクレオシドに関して核酸の分析を進めることを予定している。加えて、共同研究でdUファージのゲノム複製に関する研究も共同研究で開始した。この様な観点でも、核酸誘導体の調査を行う予定である。

次年度の研究費の使用計画

本年度は、精密質量分析器の故障や標準ヌクレオシドのデータ採取等に時間を要した。また、測定機器の故障(初年度後半、次年度中盤)、教育業務や共同研究への比重が大きくなってしまった。それゆえ、本研究を遂行する時間が大きく削減された。それゆえ、本年度、次年度では、十分有効に研究費を使用することができなかった。本年度、次年度で予定した実験を引き続き研究を遂行する。以上より、研究費の繰越を行う。
最終年である平成26年度には、分析機器の修理も終了した。それゆえ、研究目標を到達できるように、核酸分析を行い、抗ウイルス効果の検討を行う予定である。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 8件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Intragenus generalized transduction in Staphylococcus spp. by a novel giant phage2014

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama J, Takemura-Uchiyama I, Sakaguchi Y, Gamoh K, Kato S, Daibata M, Ujihara T, Misawa N, Matsuzaki S
    • 雑誌名

      ISME J

      巻: 8 ページ: 1949-1952

    • DOI

      10.1038/ismej.2014.29

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In silico analysis of AHJD-like viruses, Staphylococcus aureus phages S24-1 and S13’, and study of phage S24-1 adsorption2014

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama J, Takemura-Uchiyama I, Kato S, Sato M, Ujihara T, Matsui H, Hanaki H, Daibata M, Matsuzaki S
    • 雑誌名

      MicrobiologyOpen

      巻: 3(2) ページ: 257-270

    • DOI

      10.1002/mbo3.166

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Draft genome sequence of Clostridium botulinum type B strain Osaka052014

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Y, Hosomi K, Uchiyama J, Ogura Y, Umeda K, Sakaguchi M, Kohda T, Mukamoto M, Misawa N, Matsuzaki S, Hayashi T, Kozaki S
    • 雑誌名

      Genome Announcements

      巻: 2(1) ページ: e01010-13

    • DOI

      10.1128/genomeA.01010-13

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental phage therapy against lethal lung-derived septicemia caused by Staphylococcus aureus in mice2014

    • 著者名/発表者名
      Takemura-Uchiyama I, Uchiyama J, Osanai M, Morimoto N, Asagiri T, Ujihara T, Daibata M,Sugiurab T, Matsuzakia S
    • 雑誌名

      Microbes and Infection

      巻: On line ページ: On line

    • DOI

      10.1016/j.micinf.2014.02.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genomic and phylogenetic traits of Staphylococcus phages S25-3 and S25-4 (family Myoviridae , genus Twort-like viruses)2013

    • 著者名/発表者名
      Takemura-Uchiyama I, Uchiyama J, Kato S-i, Ujihara T, Daibata M, Matsuzaki S
    • 雑誌名

      Annals of Microbiology

      巻: On line ページ: On line

    • DOI

      10.1007/s13213-013-0762-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluating efficacy of bacteriophage therapy against Staphylococcus aureus infections using a silkworm larval infection model2013

    • 著者名/発表者名
      Takemura-Uchiyama I, Uchiyama J, Kato S, Inoue T, Ujihara T, Ohara N, Daibata M, Matsuzaki S
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Letters

      巻: 347(1) ページ: 52-60

    • DOI

      DOI: 10.1111/1574-6968.12220

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Helicobacter pylori bacteriophage KHP302013

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama J, Takeuchi H, Kato SI, Gamoh K, Takemura-Uchiyama I, Ujihara T, Daibata M, Matsuzaki S
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 79(10) ページ: 3176-3184

    • DOI

      10.1128/AEM.03530-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synergistic bacteriolysis by bacteriophage ϕEF24C endolysin ORF9 and lantibiotic nisin, and its application to pulsed-field gel electrophoretic analysis of Enterococcus faecalis2013

    • 著者名/発表者名
      Takemura-Uchiyama I, Uchiyama J, Satoh M, Ujihara T, Daibata M, Matsuzaki S
    • 雑誌名

      Annals of Microbiology

      巻: 63(3) ページ: 1209-1211

    • DOI

      10.1007/s13213-012-0556-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Helicobacter pyloriのファージに関する基礎研究2013

    • 著者名/発表者名
      竹内啓晃、内山淳平、松崎茂展、森本徳仁、杉浦哲郎
    • 雑誌名

      Helicobacter Research

      巻: 17(5) ページ: 400-405

  • [雑誌論文] バクテリオファージ尾部吸着分子を利用した細菌検出法2013

    • 著者名/発表者名
      内山淳平,内山(竹村)伊代,渡辺茂,大畑雅典,松崎茂展
    • 雑誌名

      バイオインダストリー

      巻: 30(2) ページ: 47-53

  • [学会発表] Analysis of botulinum neurotoxin type G gene-encoding plasmid in Clostridium argentinense2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Sakaguchi, Jumpei Uchiyama, Tomonori Suzuki, Yumiko Yamamoto, Yoshitoshi Ogura, Koji Hosomi, Shigenobu Matsuzaki, Tetsuya Hayashi, Shunji Kozaki, and Keiji Oguma
    • 学会等名
      第87回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] 緑膿菌ファージKPP21、KPP22、KPP23、KPP25の網羅的構造タンパク質解析2014

    • 著者名/発表者名
      重久立、内山淳平、宮田怜奈、山口琴絵、内山伊代、氏原隆子、大畑雅典、松崎茂展
    • 学会等名
      第87回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] 緑膿菌ファージの分離とそれらのゲノム塩基配列2014

    • 著者名/発表者名
      山口琴絵、内山淳平、宮田怜奈、重久立、内山伊代、氏原隆子、大畑雅典、松崎茂展
    • 学会等名
      第87回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] Examination of generalized transduction among Staphylococcus spp., using a novel phage S62014

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Uchiyama, Iyo Takemura-Uchiyama, Yoshihiko Sakaguchi, Naoaki Misawa, Masanori Daibata, Shigenobu Matsuzaki
    • 学会等名
      第87回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] Estimation of Helicobacter pylori phage ecology2014

    • 著者名/発表者名
      Shigenobu Matsuzaki, Jumpei Uchiyama, Hiroaki Takeuchi, Iyo Takemura-Uchiyama, Yoshihiko Sakaguchi, Takako Ujihara, Masanori Daibata
    • 学会等名
      第87回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] 緑膿菌ファージKPP22吸着能変異ファージの解析2014

    • 著者名/発表者名
      宮田怜奈、内山淳平、山口琴絵、重久立、内山伊代、氏原隆子、大畑雅典、松崎茂展
    • 学会等名
      第87回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] Phage therapy experiment against staphylococcal lung-derived septic mouse model2014

    • 著者名/発表者名
      Iyo Takemura-Uchiyama, Jumpei Uchiyama, Yoshihiko Sakaguchi, Takako Ujihara, Masanori Daibata, Shigenobu Matsuzaki
    • 学会等名
      第87回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] Estimated distribution of KHP30-like bacteriophages in the stomach, using clinical Helicobacter pylori isolates2014

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Uchiyama, Hiroaki Takeuchi, Yoshihiko Sakaguchi, Iyo Takemura-Uchiyama, Shin-ichiro Kato, Keiji Gamoh, Takako Ujihara, Masanori Daibata, Shigenobu Matsuzaki
    • 学会等名
      The 12th Japan-Korea International Symposium on Microbiology (XII-JKISM)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20140324-20140325
  • [学会発表] ファージ分子を利用した細菌検出技術の開発2014

    • 著者名/発表者名
      内山淳平
    • 学会等名
      JST発 新技術説明会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20140311-20140311
    • 招待講演
  • [学会発表] バクテリオファージの応用研究と基礎研究2014

    • 著者名/発表者名
      内山淳平
    • 学会等名
      第37回アカデミアセミナーin高知
    • 発表場所
      高知県
    • 年月日
      20140304-20140304
    • 招待講演
  • [学会発表] バクテリオファージのヒト細菌感染症への応用研究、及び、病原細菌学におけるファージ研究2013

    • 著者名/発表者名
      内山淳平
    • 学会等名
      平成25年度高知信用金庫・高知安心友の会学術賞受賞講演会
    • 発表場所
      高知県
    • 年月日
      20131121-20131121
    • 招待講演
  • [学会発表] バクテリオファージ研究の現状と展望2013

    • 著者名/発表者名
      松崎茂展,内山淳平,内山(竹村)伊代,大畑雅典
    • 学会等名
      第4 回「愛媛微生物学ネットワネーク」フォーラム
    • 発表場所
      愛媛県
    • 年月日
      20131102-20131102
    • 招待講演
  • [学会発表] Helicobacter pylori バクテリオファージKHP30 およびその遊離宿主菌株の解析2013

    • 著者名/発表者名
      松崎茂展,内山淳平,竹内啓晃,内山(竹村)伊代,氏原隆子,大畑雅典
    • 学会等名
      第66回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 発表場所
      広島県
    • 年月日
      20131012-20131013
  • [学会発表] 新規ファージS6 によるブドウ球菌間の普遍形質導入の検討2013

    • 著者名/発表者名
      内山淳平,内山(竹村)伊代,阪口義彦,三澤尚明,大畑雅典,松崎茂展
    • 学会等名
      第66回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 発表場所
      広島県
    • 年月日
      20131012-20131013
  • [学会発表] Staphylococcus aureus CC398 increasingly causing invasive infections in humans: the consequence of the acquisition of a phage of bovine origin?2013

    • 著者名/発表者名
      van der Mee-Marquet N, Girard M, Uchiyama J, Corvaglia A, Bertrand X, Kluytmans J, Donnio PY, Quentin R, Matsuzaki S, Francois P
    • 学会等名
      10th International Meeting on Microbial Epidemiological Markers (IMMEM-10)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      20131002-20131005
    • 招待講演
  • [学会発表] 黄色ブドウ球菌性肺感染症に対するファージ療法の可能検討2013

    • 著者名/発表者名
      松崎茂展,内山淳平,内山(竹村)伊代,阪口義彦,加藤伸一郎,氏原隆子,大畑雅典
    • 学会等名
      第58回日本ブドウ球菌研究会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20130927-20130928
  • [学会発表] 新規ファージS6の分離とブドウ球菌における普遍形質導入検討2013

    • 著者名/発表者名
      内山淳平,内山(竹村 )伊代,蒲生恵司,阪口義彦,三澤尚明,大畑雅典,松崎茂展
    • 学会等名
      第58回日本ブドウ球菌研究会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20130927-20130928
  • [学会発表] Phage therapy experiment for staphylococcal lung infection2013

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama J, Sakaguchi Y, Takemura-Uchiyama I, Kato S, Ujihara T, Daibata M, Matsuzaki S
    • 学会等名
      The 5th Congress of European Microbiologists (FEMS 2013)
    • 発表場所
      Leipzig, Germany
    • 年月日
      20130721-20130725
    • 招待講演
  • [学会発表] A novel type of spherical bacteriophage, Helicobacter pylori bacteriophage KHP302013

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama J, Takeuchi H, Sakaguchi Y, Gamoh K, Kato S, Takemura-Uchiyama I, Ujihara T, Daibata M, Matsuzaki S
    • 学会等名
      The 5th Congress of European Microbiologists (FEMS 2013)
    • 発表場所
      Leipzig, Germany
    • 年月日
      20130721-20130725
  • [学会発表] Analysis of botulinum neurotoxin type G gene-encoding plasmid in of Clostridium argentinense2013

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Y, Uchiyama J, Suzuki T, Yamamoto Y, Ogura Y, Sakaguchi M, Tsuda C, Matsuzaki S, Hayashi T, Oguma K
    • 学会等名
      The 5th Congress of European Microbiologists (FEMS 2013)
    • 発表場所
      Leipzig, Germany
    • 年月日
      20130721-20130725
  • [学会発表] Helicobacter pyloriのファージに関する基礎的研究2013

    • 著者名/発表者名
      竹内啓晃, 内山淳平, 松崎茂展, 森本徳仁, 杉浦哲朗
    • 学会等名
      第19回日本ヘリコバクター学会学術集会
    • 発表場所
      長崎県
    • 年月日
      20130628-20130629
    • 招待講演
  • [学会発表] バクテリオファージ尾部タンパク質を利用した細菌検出方法2013

    • 著者名/発表者名
      内山淳平
    • 学会等名
      四国地区5大学発 新技術説明会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20130621-20130621
    • 招待講演
  • [学会発表] Bacterial detection system for Staphylococcus aureus based on bacteriophage tail adsorption protein2013

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama J, Uchiyama-Takemura I, Watanabe S, Daibata M, Sakaguchi Y, Matsuzaki S
    • 学会等名
      The 28th International Congress of Chemotherapy and Infection (Incorporating the 14th Asia-Pacific Congress of Clinical Microbiology and Infection)
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      20130605-20130608
  • [学会発表] ヘリコバクターピロリ菌ゲノムの多様性生成におけるバクテリオファージの関与について2013

    • 著者名/発表者名
      松崎茂展,内山淳平,竹内啓晃,大畑雅典
    • 学会等名
      平成25年度中四国乳酸菌研究会総会および研究発表会
    • 発表場所
      岡山県
    • 年月日
      20130517-20130517
  • [図書] Phage Therapy: Current Research and Applications2014

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki S, Uchiyama J, Takemura-Uchiyama I, and Daibata M
    • 総ページ数
      378
    • 出版者
      Caister Academic Press
  • [備考] 高知大学ホームページ お知らせ(2014年度)

    • URL

      http://www.kochi-u.ac.jp/information/2014040300011/

  • [産業財産権] 黄色ブドウ球菌を検出する方法、黄色ブドウ球菌測定用メンブレン、及び黄色ブドウ球菌測定用キット2014

    • 発明者名
      内山淳平、内山伊代、花木秀明、松井秀仁、大畑雅典、松崎茂展
    • 権利者名
      内山淳平、内山伊代、花木秀明、松井秀仁、大畑雅典、松崎茂展
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-046922
    • 出願年月日
      2014-03-10

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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