2018 Fiscal Year Research-status Report
細胞障害性を示すアンギノーサス群連鎖球菌における可動性遺伝因子の存在意義
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17K11615
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
田端 厚之 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 講師 (10432767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
友安 俊文 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 准教授 (20323404)
長宗 秀明 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (40189163)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アンギノーサス群レンサ球菌 / Streptococcus anginosus / 可動性遺伝因子 / プラスミド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は、S. anginosus subsp. anginosus（SAA）におけるプラスミドの伝播とその機構について検討した。
SAAにおけるプラスミド保有株の多くは、ストレプトリジンS（SLS）を産生してβ溶血性を示す。またSAAは、comCの翻訳産物である受容能促進ペプチド（CSP）の存在下で形質転換感受性を示す。そこで、β溶血性SAAと非溶血性SAAを対象としてCSPの配列比較を行うと共に、CSPの受容ユニット（ComD）およびシグナル伝達ユニット（ComD）の配列情報についても確認した。計9株のプラスミド保有株について検討した結果、ComEでは非常に高い配列保存性が確認されたものの、CSPは得られた配列情報から2群に分けられ、このうち1群のComDにはナンセンス変異が確認された。ただ、この配列の差異とプラスミドの保有や溶血性との間にはまだ明確な関連性は見出されておらず、さらに検討が必要である。
SAAにおけるCSP依存的なプラスミドの伝播に関しては、まずレンサ球菌と大腸菌のシャトルベクターをモデルプラスミドとして検討を行った。その結果、機能型のComDを有するSLS産生株において、モデルプラスミドの菌体内取り込みを示唆する結果が得られた。この現象についてさらに詳細に検討するために、昨年度の研究によって見出したSAA由来プラスミド（pSAA0430-08）に薬剤耐性マーカー遺伝子を挿入した改変プラスミドの作製を計画し、現在その改変プラスミドを保有する被検株の準備を行っている。
細菌由来のプラスミドには、薬剤耐性遺伝子や病原因子遺伝子の伝播に関わるものもある。SAAはヒト口腔常在性の日和見病原菌として認識されているが、もしプラスミドを容易に取り込むような能力を潜在的に有しているのであれば、その把握と制御は重要な課題となり、本研究の意義は大きいと考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成30年度の研究では、S. anginosus subsp. anginosus（SAA）における受容能促進ペプチド（CSP）依存的なプラスミドの伝播に関する検討を行ってきた。その結果、現時点で得られている結果からは、このCSPやその関連ユニット（ComDおよびComE）の配列の差異と、プラスミドの保有や溶血性との間にはまだ明確な関連性は見出されてはいない。これを明らかにするにはCSPの産生量のモニタリングが有効な手段の一つであると考えられるが、その検討に関しては平成30年度内に実施することができなかった。また、SAAにおけるCSP依存的なプラスミドの伝播の検討に使用する改変プラスミドを保有する被検株の構築も、現時点では途中段階となっている。これらの状況に基づいて、現在までの進捗状況を「やや遅れている。」としたが、平成31年度の早い段階で上記に対する対応を行い、平成31年度は当初予定の計画で進めることができるように対処していく。
なお、この本研究を遂行していく過程において、SAAのJ4209株において、可動性遺伝因子の一つである溶原性ファージの存在を確認し、その機能の評価や全ゲノムの解読を行うことができた。これらの結果については、平成31年度に開催が予定されている日本細菌学会（平成31年4月開催）で発表すると共に、英語論文として成果を公表する予定にしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究計画の最終年度にあたる平成31年度は、平成30年度に実施できていない検討について引き続き行いながら、平成31年度の当初計画に従って進めて行く。
具体的には、まず改変プラスミドを保有するSAA株を構築し、CSPおよびSLS依存的なプラスミド伝播に関する検討を行う。その後、β溶血性SAAの細胞障害性に対するプラスミドの関与を検討するため、プラスミドを保有したβ溶血性SAAの遺伝子発現パターンをプラスミド非保有株と比較解析する。具体的には、構築株（プラスミド保有株由来のプラスミド欠落株およびプラスミド非保有株由来のプラスミド導入株）とその親株を対象とし、被検株の分離部位を参考にして選択した培養細胞（ヒト気管支上皮細胞株HBEpCなど）との共培養条件でRNA-seqによるトランスクリプトーム解析を行う。これにより、細胞障害性に影響を及ぼし、且つプラスミドの存在に依存して発現が変動する遺伝子を特定する。さらに、上記の検討で得られた知見に基づき、特定した遺伝子の過剰発現株や発現抑制株（もしくは遺伝子欠失株）を作製し、培養細胞を用いたin vitroでの細胞障害性の確認を行う。特定した遺伝子と細胞障害性に良い相関が得られた場合は、さらにマウスを用いたin vivoでの病原性の検討も計画する。以上の検討によって得られた結果に基づいて、β溶血性SAA株のSLSホモログ依存的な細胞障害性や病原性へのプラスミドの関与を総合的に検討すると共に、SLSホモログを産生してβ溶血性を示す他のAGS群細菌についても検討範囲を拡大し、得られた知見の検証を行う。
以上により、細胞障害性を示すアンギノーサス群レンサ球菌における可動性遺伝因子（プラスミド）の存在意義を明らかにすると共に、得られた結果を取りまとめ、学会発表や論文発表として本研究に成果発表を行う。
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| Causes of Carryover |
本年度は、10,450円の次年度使用額が生じた。この理由は、平成30年度末に実施した研究に用いた試薬や消耗品の発注において、想定していた購入価格と実際の納品価格の差異により生じたものである。この次年度使用額は、主に研究に必要な試薬や消耗品の購入において、平成31年度分として請求した助成金と共に使用する予定である。
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Research Products
(1 results)
