未知腸内ファージの発掘と新たな腸内細菌-ファージ間相互作用の解明

本研究では、ヒトの健康や疾患に関わる重要な難培養性腸内細菌の培養化を通じて、それらに感染する未知ファージを発見し、そのゲノム・形態・生理機能を詳らかにすると共に、宿主腸内細菌とファージの未知の相互作用を解明することを目指している。本研究によって、未知のファージが獲得でき、その遺伝学的・生物学的特徴や宿主との相互作用が明らかになれば、生物学・医学細菌学の基盤的知見の拡充と深化を促すだけでなく、腸内フローラの特異的な制御（ファージセラピー）によるヒトの健康維持・疾患予防に繋がる研究基盤の構築が見込まれる。今年度は、昨年度までに構築した腸内細菌ライブラリーを用いることで、絶対嫌気性細菌に感染する新奇ファージの分離を目指した。その結果、マウス糞便より、未知のファージを分離することに成功した。本ファージの系統を明らかにするため、ファージを大量培養し、精製した後、ゲノムを抽出した。抽出したゲノムをシーケンス解析したところ、本ファージは、ヒトの腸内に豊富に存在するものの、分離例の少ない新奇なファージであることが示された。本ファージは、宿主細菌を大きく溶菌することなく増幅するという特徴を持つ興味深い形質を示すファージであることが明らかとなった。また、本ファージ添加時の宿主細菌の生育を、嫌気条件下で経時的に顕微鏡観察することで、本系統のファージに対する宿主細菌の応答を初めて捉えることに成功した。今後、単離した新奇ファージのより詳細な遺伝学的・生物学的特徴や宿主との相互作用を明らかにする予定である。

本研究では、ヒトの健康や疾患に関わる重要な難培養性腸内細菌の培養化を通じて、それらに感染する未知ファージを発見し、そのゲノム・形態・生理機能を詳らかにすると共に、宿主腸内細菌とファージの未知の相互作用を解明することを目指している。本研究によって、未知のファージが獲得でき、その遺伝学的・生物学的特徴や宿主との相互作用が明らかになれば、生物学・医学細菌学の基盤的知見の拡充と深化を促すだけでなく、腸内フローラの特異的な制御（ファージセラピー）によるヒトの健康維持・疾患予防に繋がる研究基盤の構築が見込まれる。今年度は、昨年度までに構築した腸内細菌ライブラリーを用いることで、絶対嫌気性細菌に感染する新奇ファージの分離を目指した。その結果、マウス糞便より、未知のファージを分離することに成功した。本ファージの系統を明らかにするため、ファージを大量培養し、精製した後、ゲノムを抽出した。抽出したゲノムをシーケンス解析したところ、本ファージは、ヒトの腸内に豊富に存在するものの、分離例の少ない新奇なファージであることが示された。本ファージは、宿主細菌を大きく溶菌することなく増幅するという特徴を持つ興味深い形質を示すファージであることが明らかとなった。また、本ファージ添加時の宿主細菌の生育を、嫌気条件下で経時的に顕微鏡観察することで、本系統のファージに対する宿主細菌の応答を初めて捉えることに成功した。今後、単離した新奇ファージのより詳細な遺伝学的・生物学的特徴や宿主との相互作用を明らかにする予定である。