Studies on development of the Babesia parasites that express cytokine for non-specific immune activation

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K19258
• Research Institution: Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
• Principal Investigator: 河津 信一郎 帯広畜産大学, 原虫病研究センター, 教授 (60312295)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 麻田 正仁 長崎大学, 熱帯医学研究所, 助教 (40587028) ; 新川 武 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (50305190) ; 山岸 潤也 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 准教授 (80535328)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: 獣医学 / 疾病予防・制御 / バベシア / 遺伝子改変原虫 / サイトカイン

Outline of Annual Research Achievements

研究２年目（2020年度）には、バベシア ボービス（Babesia bovis）で遺伝子の発現をノックダウンする目的で、グルコサミン（GlcN）誘導性glmS riboswitchの配列を、前年度に確立したCRISPR/Cas9系を応用して、目的遺伝子の下流に挿入した原虫を作製した。また、この実験系を応用して、バベシア ボービスのスフェリカルボディに局在する新規タンパク質VEAPが原虫感染赤血球の血管内皮細胞への接着（脳性バベシア症の病態形成）に関与することを証明し、この成果を2020年度発刊の専門誌に発表した。この実験系とCRISPR/Cas9系を組み合わせて応用することで、サイトカイン発現バベシア原虫において、CRISPR/Cas9系で導入したサイトカイン遺伝子の発現を、事後随意に調節することができる。さらに、バベシア原虫のゲノムにCRISPR/Cas9系を用いて導入した遺伝子を、事後随意に欠損させる（取り除く）目的で、Dimerizable Creリコンビナーゼ（DiCre）/loxPシステムの応用を試みた。DiCre/loxPシステムは、Cre活性を一時的に制御できるように工夫した実験系で、抗生物質ラパマイシンの存在下でのみCreのloxP特異的組換え反応を誘導することができる。この実験系とCRISPR/Cas9系を組み合わせて応用することで、サイトカイン発現バベシア原虫において、CRISPR/Cas9系で導入したサイトカイン遺伝子を、事後随意に取り除くことができる。バベシア ダイバージェンス（Babesia divergens）を用いて、現在、この実験系の開発を進めている。また、CRISPR/Cas9実験系の国産バベシア原虫バベシア オバタ（Babesia ovata）への応用も、現在、併行して進めている。

Research Products

• [Int'l Joint Research] チェコ科学アカデミー(チェコ)
  • Country Name: CZECH
  • Counterpart Institution: チェコ科学アカデミー
• [Int'l Joint Research] ケレタロ自治大学(メキシコ)
  • Country Name: MEXICO
  • Counterpart Institution: ケレタロ自治大学
• [Journal Article] Novel Babesia bovis exported proteins that modify properties of infected red blood cells. (2020)
  • Author(s): Hakimi, H., Templeton, TJ., Sakaguchi, M., Yamagishi, J., Miyazaki, S., Yahata, K., Uchihashi, T., Kawazu, SI., Kaneko, O., and Asada, M.
  • Journal Title: PLoS Pathogens Volume: 16 Pages: e1008917
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1008917.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] The expression of a novel multigene family is correlated with channel activity in Babesia bovis-infected erythrocytes. (2020)
  • Author(s): Hakimi H., Templeton TJ., Sakaguchi M., Yamagishi J., Yahata K., Kawazu S., Kaneko O., and Asada M.
  • Organizer: 第89回日本寄生虫学会大会 口頭発表（集会中止・誌上発表）
• [Presentation] 放牧地および自然環境の境界域におけるマダニ類の局所的な種多様性の比較 (2020)
  • Author(s): 尾針由真、白藤（梅宮）梨可、河津信一郎
  • Organizer: 第89回日本寄生虫学会大会 ポスター（集会中止・誌上発表）
• [Presentation] Studies on development of Babesia parasites using the gene manipulation and bioimaging analysis. (2020)
  • Author(s): Asada M., Hassan H., and Kawazu S.
  • Organizer: 5th International Livestock Biotechnology Symposium. (Zoom meeting) シンポジウム
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] 帯広畜産大学 原虫病研究センター （日本語版）
  • URL: https://www.obihiro.ac.jp/facility/protozoa/
• [Remarks] 帯広畜産大学 原虫病研究センター （英語版）
  • URL: https://www.obihiro.ac.jp/facility/protozoa/en