腸内細菌の腸管定着機構の解明

araC及びmalI欠損が大腸菌のマウス腸内環境へのfitnessを向上させる分子メカニズムを解明するため、gatC欠損株（ΔgatC）とgatCに加えてaraC、malIを欠損させた三重欠損株（Δ3）をマウス腸内に移植し、RNA-seqによる遺伝子発現の差異を観察した。結果としてΔ3ではマウス腸内に豊富に存在する代謝物質の代謝がΔgatCと比較して亢進している可能性が示唆された。araCおよびmalI欠損と腸内代謝物質の対応関係を明らかにするため、ΔgatCとΔgatCに加えてaraCあるいはmalIが欠損した株（ΔgatCΔaraC、ΔgatCΔmalI）を上記のRNA-seqにて関係が示唆された腸内代謝物質を糖源とする培地で競合培養させた。結果として、ΔgatCΔaraCはムチン培地、ΔgatCΔmalIはガラクトース培地およびN-アセチルグルコサミン培地においてΔgatCに優勢した。ガラクトース及びN-アセチルグルコサミンは実験に用いたマウス腸内に存在することが昨年度の実験から判明している。以上から、腸内に豊富に存在する代謝物質の代謝を亢進させる変異が選択されている可能性が示唆された。この可能性を検証するため、異なる飼料を与えたマウスに大腸菌ミューテーター株を移植して遺伝子変異を検出した。gat遺伝子変異は全てのマウスに共通して見られたが、araC変異は一部のマウスのみ見られ、malI変異は全く見られなかった。他の遺伝子変異のパターンも飼料によって異なっていたことから、変異遺伝子は飼料によって選択されることが示された。以上の内容を論文にまとめて現在投稿中である。

araC及びmalI欠損が大腸菌のマウス腸内環境へのfitnessを向上させる分子メカニズムを解明するため、gatC欠損株（ΔgatC）とgatCに加えてaraC、malIを欠損させた三重欠損株（Δ3）をマウス腸内に移植し、RNA-seqによる遺伝子発現の差異を観察した。結果としてΔ3ではマウス腸内に豊富に存在する代謝物質の代謝がΔgatCと比較して亢進している可能性が示唆された。araCおよびmalI欠損と腸内代謝物質の対応関係を明らかにするため、ΔgatCとΔgatCに加えてaraCあるいはmalIが欠損した株（ΔgatCΔaraC、ΔgatCΔmalI）を上記のRNA-seqにて関係が示唆された腸内代謝物質を糖源とする培地で競合培養させた。結果として、ΔgatCΔaraCはムチン培地、ΔgatCΔmalIはガラクトース培地およびN-アセチルグルコサミン培地においてΔgatCに優勢した。ガラクトース及びN-アセチルグルコサミンは実験に用いたマウス腸内に存在することが昨年度の実験から判明している。以上から、腸内に豊富に存在する代謝物質の代謝を亢進させる変異が選択されている可能性が示唆された。この可能性を検証するため、異なる飼料を与えたマウスに大腸菌ミューテーター株を移植して遺伝子変異を検出した。gat遺伝子変異は全てのマウスに共通して見られたが、araC変異は一部のマウスのみ見られ、malI変異は全く見られなかった。他の遺伝子変異のパターンも飼料によって異なっていたことから、変異遺伝子は飼料によって選択されることが示された。以上の内容を論文にまとめて現在投稿中である。