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2013 年度 実施状況報告書

黄色ブドウ球菌感染症をコントロールする緊縮制御ネットワークの総括的解明

研究課題

研究課題/領域番号 24791029
研究機関順天堂大学

研究代表者

片山 由紀  順天堂大学, 医学部, 助教 (60365591)

キーワード黄色ブドウ球菌 / バンコマイシン耐性黄色ブドウ球菌 / rpoB / ppGpp / 緊縮制御ネットワーク
研究概要

RNA ポリメラーゼβサブユニットをコードするrpoB遺伝子は、緊縮制御ネットワークの関連遺伝子である。細菌は栄養飢餓でアミノ酸が欠乏すると、タンパク合成が停止し、ppGpp を合成する。そしてこの合成されたppGpp がRNA ポリメラーゼβサブユニットやそのプロモーター領域に結合すると、遺伝子における転写活性が質と量の両面で変化し、その結果、病原性、薬剤耐性化および代謝経路の変化が生じることがわかりつつある。
申請者らは、黄色ブドウ球菌のさまざまなrpoB 遺伝子の変異株を用いてppGpp を検出したところ、変異株においてppGpp の産生量が増加していることがわかった。さらにこのrpoB 遺伝子の変異により、菌の表現型が変わり、増殖速度の低下、自己融解酵素の活性化、薬剤耐性化が認められた。増殖速度の低下からsmall colony varoant (SCV) 形成能に関与する可能性があり、今後検討する。また、抗生物質βラクタム剤、バンコマイシン、リネゾリド、ダプトマイシンの耐性化も見られ、それと相関して細胞壁の肥厚、自己融解酵素の活性化が見られたので、これらの代謝に関わるメカニズムに関与している事が示唆された。

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

rpoB の変異により、抗生物質βラクタム剤、バンコマイシン、リネゾリド、ダプトマイシンの耐性化も見られ、それと相関して細胞壁の肥厚、自己融解酵素の活性化が見られたので、これらの代謝に関わるメカニズムに関与している事が示唆された。もともとrpoB はリファンピシン耐性に関与していることが報告されていたため、新しい事象を見出した。また、バンコマイシン中間耐性黄色ブドウ球菌(VISA)のなかで、新規表現型のsVISA を見出した。これはさらにバンコマイシンの耐性度があがり、これらにもrpoBやrpoC の遺伝子も関与していたことがわかった。論文にて発表済み。

今後の研究の推進方策

作成した変異構築株の表現型を解析する。ppGpp 合成変化の認められた薬剤選択変異株について、変異個所を検出する。
1)薬剤耐性:MIC測定による薬剤感受性プロファイリング、薬剤耐性化に伴う細胞壁肥厚の電子顕微鏡観察、自己融解酵素活性の測
定。
2)病原性:バイオフィルム形成能、Small Colony Variant (SCV)形成能、宿主感染細胞への影響(殺菌力)、宿主への定着性の検討
。3
)アレイ解析、全ゲノム塩基配列の決定とSNP 解析。

次年度の研究費の使用計画

来年度よりMiseq による次世代シークエンサーの解析を行うため、その消耗品にあてる。学会活動が多くなるため。
次世代シークエンサー解析のための消耗品。および、国内、国際学会費、論文投稿費用。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 'Slow VISA' (sVISA), a novel phenotype of vancomycin resistance, obtained in vitro from hVISA strain Mu3.2014

    • 著者名/発表者名
      Michie Saito, Yuki Katayama, Tomomi Hishinuma, Akira Iwamoto, Yoshifumi Aiba, Kyoko Kuwahara-Arai, Longzhu Cui, Miki Matsuo, Nanae Aritaka and Keiichi Hiramatsu.
    • 雑誌名

      Antimicrobial Agents and Chemotherapy

      巻: In press ページ: In press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mutation of RNA polymerase β-subunit gene promotes hetero-to-homo conversion of ß-lactam resistance of MRSA.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Aiba, Yuki Katayama, Tomomi Hishinuma, Hiroko Murakami-Kuroda, Longzhu Cui, and Keiichi Hiramatsu.
    • 雑誌名

      Antimicrobial Agents and Chemotherapy

      巻: 57 ページ: 4861-4871

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Staphylococcal Cassette Chromosome mec (SCCmec)Analysis of MRSA2013

    • 著者名/発表者名
      Teruyo Ito, Kyoko Kuwahara, Yuki Katayama, Yuki Uehara Xiao Han, Yoko Kondo, and Keiichi Hiramatsu
    • 雑誌名

      Springer Science+Business Media, LLC

      巻: Chapter 8 ページ: Chapter 8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genomic Basis for methicillin resistance in Staphylococcus aureus.2013

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Hiramatsu, Teruyo Ito, Sae Tsubakishita, Takashi Sasaki, Fumihiko Takeuchi, Yuh Morimoto, Yuki Katayama, Miki Matsuo, Kyoko Kuwahara, Tomomi Hishinuma, and Tadashi Baba.
    • 雑誌名

      Infection and chemotherapy

      巻: 45 ページ: 117-136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Beta-hemolysin promotes skin colonization of Stapylococcus aureus.2013

    • 著者名/発表者名
      5) Yuki Katayama, Tadashi Baba, Miwa Sekine, Minoru Fukuda, and Keiichi Hiramatsu
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology

      巻: 195 ページ: 1194-1203

    • 査読あり
  • [学会発表] Characterization of A Novel Class of VISA Phenotype ‘slow VISA’ derived from hVISA Strain Mu2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Katayama Michie Saito, Tomomi Hishinuma, Akira Iwamoto and Keiichi Hiramatsu
    • 学会等名
      日本細菌学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] A Single Amino-Acid Substitution of rpoB gene promotes conversion of hVISA-to-slow VISA in Mu32014

    • 著者名/発表者名
      Michie Saito, Yuki Katayama, Tomomi Hishinuma, Yoshifumi Aiba1Kyoko Kuwahara-Arai and Keiichi Hiramatsu
    • 学会等名
      日本細菌学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] Greater cytotoxicity of S. epidermidis than co-colonizing S. aureus against human keratinocytes2014

    • 著者名/発表者名
      Miwa Sekine, Tadashi Baba, Yuki Katayama, Keiichi Hiramatsu
    • 学会等名
      日本細菌学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140326-20140328
  • [学会発表] RNAポリメラーゼβサブユニット遺伝子の変異が黄色ブドウ球菌のβ-ラクタム剤耐性ヘテロ型からホモ型への変換を促進する2013

    • 著者名/発表者名
      相羽 由詞,片山 由紀,菱沼 知美,黒田(村上) 博子,崔 龍洙,平松 啓一
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会 関東支部総会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20131031-20131101

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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