2017 Fiscal Year Annual Research Report
Human milk oligosaccharides as the bifidus factor: the mechanism underlying how bifidus flora is established in infant guts
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15H04481
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
片山 高嶺 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (70346104)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日高 將文 東北大学, 農学研究科, 助教 (00584848)
栗原 新 石川県立大学, 生物資源環境学部, 寄附講座准教授 (20630966)
廣瀬 潤子 滋賀県立大学, 人間文化学部, 准教授 (40381917)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 母乳オリゴ糖 / ビフィズス菌 / 共生 / 共進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・ビフィズスフローラ形成機構の解明
母乳栄養児の腸管では、ビフィズス菌優勢な腸内細菌叢（ビフィズスフローラ）が形成されるが、そのメカニズムは最近まで明らかでなかった。我々は、ビフィズス菌が人乳中で3番目に多く含まれる3糖以上のオリゴ糖（母乳オリゴ糖）を特異的に資化する酵素群を有していることを見出し、それら酵素のビフィズスフローラ形成に果たす役割を解明することを目指してきた。本研究では、ビフィズス菌Bifidobacterium longum subsp. longum JCM1217株が有する新規なアミノ酸配列からなる母乳オリゴ糖分解酵素ラクト-N-ビオシダーゼ（LnbX）に着目し、その構造機能解析を行うと共に乳児糞便の遺伝子解析を行った。その結果、LnbXは新規な糖質加水分解酵素ファミリー（GH136）として登録され、その触媒機構や基質認識機構を明らかとした。また、完全母乳栄養児の糞便DNA中では、混合乳栄養児の糞便DNA中に比べて、lnbX遺伝子コピー数が有意に多いこと、またB. longumの占有率と有意ではないものの正の相関があることが明らかとなった。これらの結果は、母乳オリゴ糖がlnbX遺伝子の選択圧となっていることを示している。本研究でビフィズスフローラ形成機構の一端を明らかとすると共に、ヒトとビフィズス菌の共生・共進化の基盤を明らかとした。
・母乳オリゴ糖ラクト-N-テトラオースの酵素合成法開発
霊長類の乳の中でも人乳中にのみ多量に存在し、ビフィズス菌のみが資化可能なオリゴ糖ラクト-N-テトラオースの酵素合成法を開発した。すなわち、ガラクト-N-ビオース/ラクト-N-ビオースIホスホリラーゼの活性中心を形成するループ構造を欠失置換することで、Gal-1-Pおよびラクト-N-トリオースIIからラクト-N-テトラオースを効率よく合成可能であることを見出した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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