2020 Fiscal Year Annual Research Report
動物細胞外マトリックスを標的とする微生物叢の動態と定着機構の解明及びその応用展開
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18H02166
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
橋本 渉 京都大学, 農学研究科, 教授 (30273519)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三上 文三 京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (40135611)
高瀬 隆一 京都大学, 農学研究科, 助教 (10842156)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 微生物叢 / グリコサミノグリカン / 常在機構 / 感染機構 / プロバイオティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ある種の病原細菌や常在細菌は、動物の細胞外粘液層を構成する酸性多糖グリコサミノグリカン（GAG）（例：ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ヘパリン）や糖タンパク質ムチンを定着や分解の標的とする。本研究では、動物宿主粘液層を標的とする代表的な病原細菌と常在細菌（善玉菌、悪玉菌、日和見菌）を対象に、GAGとムチンの認識・断片化・輸送・分解・代謝に関わる分子機構を、ゲノム生物学・分子生物学・構造生物学の観点から解明することを目指す。今年度は以下の成果を得た。
膣内で検出される病原性B群連鎖球菌（Streptococcus agalactiae）について、S. agalactiae NEM316株に加えて、S. agalactiae JCM5671株もヒアルロン酸を資化することから、S. agalactiaeの普遍的なヒアルロン酸資化性が示唆された。
善玉菌Lactobacillus rhamnosusについて、GAG分解で生じる不飽和ウロン酸の代謝に関わる初発酵素KduIと基質アナログとの複合体の立体構造をX線結晶構造解析により決定し、基質結合に関わる活性クレフトを同定した。
悪玉菌Clostridium perfringensのヒアルロン酸分解に関わる初発酵素HysAとその遺伝子を同定し、HysAはβ脱離反応を触媒するリアーゼとして機能することを明らかにした。
日和見菌である腸内優占Bacteroides属細菌について、多くの種がGAGまたはムチンを炭素源のみならず窒素源としても資化した。ヒアルロン酸存在下での腸内細菌叢バランスを調べた結果、Bacteroides属細菌が著しく占有率を上昇させ、優占種となることを見出した。従って、本細菌群の腸内優占性と粘液層分解・資化性との相関が強く示唆された。
以上のことから、病原細菌及び種々の常在細菌によるGAG標的機構、並びにその生理的意義を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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