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2012 年度 実施状況報告書

バイオフィルム形成ロシア・ミューシラジノーサの遺伝子解析

研究課題

研究課題/領域番号 24791975
研究機関大阪歯科大学

研究代表者

山根 一芳  大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (40388369)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードバイオフィルム / Rothia mucilaginosa / 遺伝子
研究概要

菌体周囲に網目様の構造物を産生し、バイオフィルムを形成するロシア・ミューシラジノーサ DY-18株のコンピテントセルを調製した。このコンピテントセルを用いてカナマイシン耐性遺伝子をもつトランスポゾンをDY-18株のゲノムにエレクトロポレーション(ECM630 BTX社)し、本年度購入したラボ密度計(DMA4100M)と走査型電子顕微鏡を用いてスクリーニングしたところ、親株と比較して培養菌液の密度、粘度が低下し、菌体周囲の網目様構造物が欠失又は減少した株が3株得られた。
また、我々が既に明らかにしたDY-18株のゲノムの解析をさらに進めたところ、DY-18株のゲノム上には、主要シグマ因子(primary sigma factor)とextracytoplasmic function (ECF) sigma factorが1つずつ計2つのシグマ因子遺伝子しかないことが明らかになった。これはロシア・ミューシラジノーサの標準株であるATCC 25296株がもつ3つのシグマ因子より、さらに1つ少なかった。ECFシグマ因子は、環境ストレス応答や病原因子の産生に重要な役割を果たしていることが分かっている。DY-18株のECFシグマ因子も酸化ストレスへの応答に関与するレドックスモチーフを含むことから、周囲環境の酸化ストレスへの応答機構に関係していることが示唆された。

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

本年度は、カナマイシン耐性遺伝子をもつトランスポゾンを用いることで、ロシア・ミューシラジノーサ DY-18株のバイオフィルム非形成変異株を樹立することが出来た。
また、我々が既に明らかにしているDY-18株のゲノム配列の情報を用いて、細菌の病原性発現に重要なシグマ因子についての知見を得ることが出来た。今回見出したECFシグマが、ロシア・ミューシラジノーサのバイオフィルム形成の調節に直接関与するという結果はこれまでのところ得られていないが、我々は他にもいくつかのストレス応答系が存在することを明らかにしており、ロシア・ミューシラジノーサのバイオフィルム形成調節機構の解明という本研究の目的は概ね予定通り進行していると言える。

今後の研究の推進方策

GS Junior system (Roche社)を用いて、樹立したロシア・ミューシラジノーサ DY-18株のバイオフィルム非形成変異株の全ゲノム配列を取得し、トランスポゾンの挿入箇所を明らかにする予定である。これによりトランスポゾンの挿入により不活性化した遺伝子のアノテーション情報から、パスウェイを推定することで、菌体外多糖合成経路を明らかにし、バイオフィルム形成に関与する遺伝子を解明することが出来ると考えている。
また、DY-18株を培養して経時的に菌液の粘度を測定し、菌体外多糖の産生量の変化を捉え、バイオフィルム形成状態の菌と浮遊状態の菌を得る。それぞれの菌体から、mRNAを抽出、精製し、逆転写してcDNAを作製する。ノックアウト株の菌体から抽出したmRNAを用いて同様にcDNAを作製する。これらのcDNAに対して、特定した遺伝子のRT-PCRをして遺伝子の発現レベルを比較する予定である。

次年度の研究費の使用計画

変異株ゲノムDNA解析のため、GS Junior systemを用いたパイロシークエンス用試薬などを購入する予定である。また、RNA抽出試薬、RT-PCR用試薬などを購入し、遺伝子の発現を解析する。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Biofilm-forming capacity on clinically isolated Streptococcus constellatus from an odontogenic subperiosteal abscess lesion2013

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka T, Furukawa T, Yamane K, Nambu T, Mashimo C, Maruyama H, Inoue J, Kamei M, Yasuoka H, Horiike S, Leung KP, Fukushima H
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology & Parasitology

    • DOI

      10.4172/2155-9597.1000160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of disulphide stress-responsive extracytoplasmic function sigma factors in Rothia mucilaginosa2013

    • 著者名/発表者名
      Nambu T, Yamane K, Yamanaka T, Mashimo C, Maruyama H, Yoshida M, Hayashi H, Fukushima H
    • 雑誌名

      Archives of Oral Biology

      巻: 58(6) ページ: 681-689

    • DOI

      10.1016/j.archoralbio.2012.10.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the genes involved in the biofilm-like structures on Actinomyces oris K20, a clinical isolate from an apical lesion.2013

    • 著者名/発表者名
      Mashimo C, Kamitani M, Nambu T, Yamane K, Yamanaka T, Tatami T, Inoue J, Kamei M, Morita S, Fukushima H
    • 雑誌名

      Journal of Endodontics

      巻: 39(1) ページ: 44-48

    • DOI

      10.1016/j.joen.2012.08.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pathogenicity of exopolysaccharide-producing Actinomyces oris isolated from an apical abscess lesion2013

    • 著者名/発表者名
      Yamane K, Nambu T, Yamanaka T, Ishihara K, Tatami T, Mashimo C, Walker CB, Leung K.-P., Fukushima H
    • 雑誌名

      International Endodontic Journal

      巻: 46(2) ページ: 145-154

    • DOI

      10.111/j1365-2591.2012.02099.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオフィルム形成Streptococcus constellatusのゲノム解析2013

    • 著者名/発表者名
      安岡大志,山根一芳,福島久典
    • 雑誌名

      歯科医学

      巻: 76(2) ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of genes involved in exopolysaccharide production of Rothia mucilaginosa clinically isolated from a persistent apical periodontitis lesion2012

    • 著者名/発表者名
      Fujihira T, Yamane K, Yoshida M, Nambu T, Hayashi H
    • 雑誌名

      Journal of Osaka Dental University

      巻: 46(1) ページ: 157-164

    • 査読あり
  • [学会発表] Genetic analysis of biofilm-forming Streptococcus constellatus2013

    • 著者名/発表者名
      Yamane K, Yamanaka T, Mashimo C, Nambu T, Maruyama H, Walker CB, Leung K-P, Fukushima H
    • 学会等名
      IADR/AADR/CADR General Session & Exhibition
    • 発表場所
      Seattle, Washington, USA
    • 年月日
      2013-03-21
  • [学会発表] Characterization of Tn5 insertion mutants of oral Actinomyces affected in biofilm formation2012

    • 著者名/発表者名
      Nambu T, Mashimo C, Yamane K, Yamanaka T, Maruyama H, Fukushima H
    • 学会等名
      Biofilms 5
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2012-12-12
  • [学会発表] Sucrose independent exopolysaccharide productivity and biofilm formation of oral commensal bacteria as pathogenesis of chronic inflammation in the oral cavity2012

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka T, Yamane K, Mashimo C, Nambu T, Maruyama H, Leung KP, Fukushima H
    • 学会等名
      Clinical Microbiology and Microbial Genomics
    • 発表場所
      San Antonio, USA
    • 年月日
      2012-11-12
  • [学会発表] Development of new plasmids for cloning and expression in oral Actinomyces spp.

    • 著者名/発表者名
      Mashimo C, Nambu T, Maruyama H, Yamane K, Yamanaka T, Fukushima H
    • 学会等名
      The 4th EMBO Meeting 2012
    • 発表場所
      Nice, France.
  • [学会発表] 口腔アクチノマイセスにおけるバイオフィルム欠損株の同定と特徴づけ

    • 著者名/発表者名
      南部 隆之, 真下 千穂, 山根 一芳, 山中 武志, 福島 久典
    • 学会等名
      第86回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      千葉市
  • [学会発表] pJRD215を基盤にしたクローニング・発現用プラスミドの作製とActinomyces属細菌への応用.

    • 著者名/発表者名
      真下 千穂, 南部 隆之, 山根 一芳, 山中 武志, 福島 久典
    • 学会等名
      第86回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      千葉市
  • [学会発表] バイオフィルム形成Streptococcus constellatusのゲノム解析

    • 著者名/発表者名
      安岡 大志, 山根 一芳, 福島 久典
    • 学会等名
      大阪歯科学会例会
    • 発表場所
      枚方市
  • [学会発表] 口腔アーキアによって疾患は起こるか?

    • 著者名/発表者名
      円山 由郷, 山根 一芳, 南部 隆之, 真下 千穂, 山中 武志, 福島 久典
    • 学会等名
      日本歯科医学会総会
    • 発表場所
      大阪市
  • [学会発表] 口腔感染症の病因論が変わった

    • 著者名/発表者名
      山根 一芳, 円山 由郷, 南部 隆之, 真下 千穂, 山中 武志, 福島 久典
    • 学会等名
      日本歯科医学会総会
    • 発表場所
      大阪市
  • [学会発表] 矯正線表面へのActinomyces oris MG‐1株の付着性

    • 著者名/発表者名
      大前 有紀, 山根 一芳, 南部 隆之, 松本 尚之
    • 学会等名
      日本矯正歯科学会大会
    • 発表場所
      盛岡市
  • [学会発表] 口腔膿瘍から分離したStreptococcus intermediusのゲノム解析

    • 著者名/発表者名
      山根 一芳, 南部 隆之, 真下 千穂, 山中 武志, 福島 久典
    • 学会等名
      歯科基礎医学会学術大会・総会
    • 発表場所
      郡山市
  • [学会発表] バイオフィルム形成Streptococcus intermediusのゲノム解析

    • 著者名/発表者名
      山根 一芳, 山中 武志, 真下 千穂, 吉田 匡宏, 林 宏行, 南部 隆之, 円山 由郷, 福島 久典
    • 学会等名
      日本歯科保存学会
    • 発表場所
      宜野湾市

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公開日: 2014-07-24  

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