2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K15441
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
森永 花菜 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 学振特別研究員 (60869692)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ファージ / メンブレンベシクル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腸内ファージは腸内細菌と多様な相互作用をしていることが予期されており、近年、腸内ファージの挙動が注目されている。近年、培養株において、細菌が放出する膜小胞中にファージが内包されて伝播する可能性が見いだされた。そこで、本研究では、腸内環境において、膜小胞に内包されて伝播するファージが実際に存在しうるのか、また、どのような宿主細菌と相互作用するのかを明らかにすることを目的とした。
本年度は、昨年度に確立したマウス糞便より膜小胞を精製する手法を用いて、複数の系統のマウス糞便より膜小胞を回収することに成功した。精製した膜小胞よりDNAを抽出し、次世代シーケンサーを用いて、膜小胞の生産者及び膜小胞に内包されたファージを含む膜小胞内包核酸の情報解析を行った。膜小胞に内包される核酸は非常に少ない一方で、解析に足りうる情報量を得ることができた。次年度、さらなる詳細な解析により、腸内細菌と膜小胞、腸内ファージの相互作用の一旦を明らかにすることを目指す。
また、膜小胞に含まれるファージが実際に感染能を有するのかを明らかにするため、マウス糞便より、ファージ感染の宿主となりうる多様な嫌気細菌を分離した。その結果、新属となりうる新規性の高い複数の細菌種を含む約100種の細菌種を分離、ストックすることに成功した。一方で、嫌気環境下で平板培養したそれらの細菌において、ファージのプラークを観察することはできなかった。次年度、さらなる条件検討によって、腸内ファージの分取及び膜小胞に内包されるファージの感染能の評価をすることを目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、マウス糞便より精製した膜小胞に対して、次世代シーケンサーを用いて、膜小胞内の核酸の情報解析を行った。その結果、膜小胞を生産する細菌種の推定及び、膜小胞に含まれるファージを含む核酸の情報を得ることに成功した。膜小胞に含まれる核酸情報と糞便に含まれる核酸情報を比較するためには、多様な情報解析手法が必要となる。本年度は、解析を終えることができなかったため、次年度さらなる詳細な解析を行う予定である。
また、今年度、膜小胞に含まれるファージの感染能を検証するため、マウス糞便より、ファージの宿主となる嫌気性の腸内細菌を分離した。これらを宿主細菌として、嫌気条件下で、プラーク形成を指標に腸内ファージの感染能を検証することとした。プラークアッセイをするためには、嫌気条件下で宿主細菌を平板培地に一様に生育させることが必要になるが、複数の細菌種において、プレート上で良好に生育させることに成功した。一方で、今回用いたマウス糞便を用いたプラークアッセイでは、プラークを観察することはできなかった。今後、さらなるファージの分離源の検討及びプラーク形成方法の検討が必要になると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
腸内から精製した膜小胞中の遺伝子情報と膜小胞の分離源であるマウス糞便の遺伝子情報の詳細な比較解析を行う。メタゲノム解析において、サンプル間の比較方法は多岐に渡る。そのため、多様な方法を用いて、多様な角度から比較することで、腸内の膜小胞に存在するファージの実態に迫ることを目的とする。
また、膜小胞内のファージの宿主細菌への感染能を評価するため、本年度に引き続き、分離した腸内細菌を宿主として用い、マウス糞便から腸内ファージの分離を行う。複数の系統、病徴のマウスの糞便をファージの分離源とし、複数の宿主細菌種を用いることで、多様な系統のファージを分離することを目指す。
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| Causes of Carryover |
本年度は、新型コロナウイルスの流行により、出勤制限がかかった。このため、本来予定していた実験を計画通りに進めることが困難であった。次年度は、本年度行う予定であった実験を引き続き遂行する。本実験に必要となる実験試薬、研究機器、外注分析に助成金を使用する予定である。
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