易感染性宿主におけるBacteroides fragilis感染成立因子の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15590389
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 大西 克成 徳島大学, 医学研究科, 教授 (10037400)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中山 治之 徳島大学, 医学研究科, 助手 (80294669) ; 片岡 佳子 徳島大学, 医学研究科, 講師 (40189303) ; 桑原 知巳 徳島大学, 医学研究科, 助教授 (60263810) ; 有持 秀喜 徳島大学, 医学研究科, 助手 (30311822)
• Keywords: 易感染性宿主 / Bacteroides fragilis / 敗血症 / 複合糖鎖分解酵素 / pathogenicity island / 遺伝子破壊株 / 制限・修飾システム / 形質転換効率

Research Abstract

易感染性モデル動物を使ってB.fragilis敗血症成立の機序を明らかにするために、我々は様々な生命現象に関与する複合糖鎖を分解する複合糖鎖分解酵素に着目した。本年度は、複合糖鎖分解酵素遺伝子およびプロテアーゼ遺伝子等の微生物の感染成立および宿主内における増殖・生存に関与する遺伝子群がpathogenicity islandとしてクラスターを形成しているか否かをB.fragilis YCH46株の全ゲノム配列情報を基に解析した。さらに、これらの遺伝子群の遺伝子破壊株を作製するために本菌種における遺伝子操作システムの確立を試みた。
1.B.fragilis YCH46株の全ゲノム配列決定の結果、5.27Mbからなる1本の環状染色体中には4,578個のORFが存在し、その内複合糖鎖の利用に関与する遺伝子群に著しい遺伝子重複が認められた。99個の糖鎖分解酵素遺伝子および54個の糖鎖の取り込みに関与すると考えられる外膜タンパク質ホモログのうち、それらの多くが数個単位のクラスターを形成していた。
2.B.fragilis NCTC9343株およびYCH46株の制限・修飾システムを比較したところ、両菌株ともに14種類の制限・修飾システムを保有していた。しかしながら両菌株に共通の制限・修飾遺伝子は僅か4遺伝子しか認められなかった。したがって、B.fragilisは菌株毎に特有の制限・修飾システムを有しており、これが形質転換の障壁になっていると考えられた。
3.DNA受容菌となるB.fragilis NCTC9343株およびYCH46株の無細胞抽出液を用いてE.coli HB101株より分離精製したBacteroides-E.coliシャトルベクターpVAL-1をそれぞれメチル化することによって両菌株の形質転換効率が改善された。

Research Products

• [Publications] Hagiwara, M. et al.: "Role of unbalanced growth of gram-negative bacteria in ileal ulcer formation in rats treated with a nonsteroidal anti-inflammatory drug"J. Med. Invest. 51(1-2). 43-51 (2004)
• [Publications] Nakanishi, S. et al.: "Effects of high amylose maize starch and Clostridium butyricum on metabolism in colonic microbiota and formation of azoxymethane-induced aberrant crypt foci in the rat colon"Microbiol. Immunol.. 47(12). 951-958 (2003)
• [Publications] Ogata, Y. et al.: "Role of bile in intestinal barrier function and its inhibitory effect on bacterial translocation in obstructive jaundice in rats"J. Surg. Res.. 115(1). 18-23 (2003)
• [Publications] Shibata, H. et al.: "Flavone markedly affects phenotypic expression of beta-lactam resistance in methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains isolated clinically"Biol. Pharm. Bull.. 26(10). 1478-1483 (2003)
• [Publications] Itoh, T. et al.: "Regional mutagenicity of heterocyclic amines in the intestine : mutation analysis of the cII gene in lambda/lacZ transgenic mice"Mutat. Res.. 539(1-2). 99-108 (2003)
• [Publications] Kuroiwa, K. et al.: "Augmenting effect of acetic acid for acidification on bactericidal activity of hypochlorite solution"Lett. Appl. Microbiol.. 36(1). 46-49 (2003)