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Development of next generation preventive methods against oral biofilm infections using the genome editing

利用基因组编辑开发下一代预防口腔生物膜感染的方法

基本信息

批准号：
22K17021
负责人：
眞島いづみ
金额：
$ 3万
依托单位：
Ohu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17021/
关键词：
口腔Veillonella 口腔バイオフィルム初期形成抑制フルクトース乳酸エネルギー代謝経路メタボローム解析終末代謝産物解析口腔バイオフィルム Veillonella属細菌乳酸代謝フルクトース代謝ゲノム編集

项目摘要

口腔バイオフィルム初期形成抑制のためのゲノム編集Veillonella株の開発に向け、口腔Veillonellaのエネルギー代謝マップの作製を進めた。具体的には本来の乳酸代謝に加え、近年我々が明らかにした遺伝学的に保存されているフルクトース代謝経路の機能解析を下記の要領で遂行した。①中間代謝産物のメタボローム（CE-TOFMS）解析V. atypica標準株を代表株とし、フルクトース、乳酸、及び両者の栄養下におけるそれぞれの増殖菌体細胞を用いて、メタボローム解析を行った。各培養条件において、解糖系に関わる中間代謝産物は全て定量的に同定した。本結果から、Veillonellaがフルクトースをエネルギー源とした際、解糖系の代謝経路に従って各終末代謝産物を産生することが明らかになった。さらに、乳酸やリンゴ酸の産生量が、フルクトースを栄養源とした際に相対的に増加し、両栄養下では培養試験における増殖定常期の延長が認められた。②終末代謝産物（酢酸、プロピオン酸）の解析上記栄養下における各増殖段階の培養上清を回収し、HPLC（高速液体クロマトグラフィー）による終末代謝産物の定性、定量解析を行った。その結果、フルクトース（0.25%）及び乳酸（1%）の両栄養下で定常期まで培養した際、酢酸とプロピオン酸の産生量が最も増加した。さらに乳酸（1%）単独栄養下よりもフルクトース（0.25%）を添加した培地において酢酸の産生量は有意に増加し、プロピオン酸の産生量も増加傾向を示した。その際、増殖定常期における乳酸の消費量も、同栄養下の方が増加傾向を示した。これらの結果から、Veillonellaは両栄養下でエネルギー代謝活性が最大となり、乳酸利用後にフルクトースをエネルギー源として利用することによって、自らのライフスパンの延長を図っている可能性が示唆された。

The development of Veillonella strain and the development of Veillonella metabolism in oral cavity were studied. Specific to the increase in lactic acid metabolism, in recent years, we have made clear that the preservation of the metabolic pathway function analysis of the following points to carry out (1) Analysis of intermediate metabolites (CE-TOFMS) V. Atypica standard strains are representative strains, lactic acid, and vitamin C. The intermediate metabolites related to the glycolytic system are fully quantified regardless of the culture conditions. The results show that Veillonella has a good relationship with the metabolic pathway of carbohydrate hydrolysis and the production of terminal metabolites. In addition, the production of lactic acid, lactic (2) Analysis of terminal metabolites (acetic acid, propionic acid) on the culture supernatant of each growth stage in the culture medium, HPLC (high speed liquid chromatography) qualitative and quantitative analysis of terminal metabolites The results showed that the production of acetic acid and lactic acid increased the most during the incubation period under the condition of 0.25% and 1% respectively. In addition, lactic acid (1%) was added to the culture medium to increase the production of lactic acid. During the growth period, lactic acid consumption increased, and so did the nutrition. The results show that Veillonella has the highest metabolic activity under the condition of nutrition, and the possibility of increasing the metabolic activity of veillonella after lactic acid utilization.