コレラ菌における突然変異バイアスとビルレンス変調に関する研究

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細菌の進化において非ランダム突然変異及び適応突然変異の関与についての理解はきわめて不充分である。本研究は、コレラ菌の特殊環境下で認めた非ランダム突然変異について検証し、さらにその変異がコレラ菌にもたらす意義について理解することを目的としている。本年度に行った実験結果においても、コレラ菌を貧栄養下で長期培養すると鞭毛関連遺伝子に選択的に変異が発生する現象が示された。この変異による運動性の消失・低下は、生存しているが培養できない状態（VNC）への移行を抑制することが示唆された。　そこで次に化学物質（ポリミキシンB）を用いて運動性を抑制する実験を行った結果、ポリミキシンBはコレラ菌の運動性を低下させると共に、VNCへの移行を抑制する効果を示し、遺伝子変異によらない化学物理的な作用でも効果があることが示唆された。コレラ菌を300日間まで長期培養した結果、代謝関連遺伝子の変異や病原性関連因子（CTXファージ等）および大規模なDNA領域（約35 kb）を欠損した様々な株を認めた。また、その長期培養後の一部の培養液を新鮮なLB培地に移した場合、運動性欠損株が野生株よりも早くポピュレーションが増加することが示された。短期間で多くの変異を示した株にmutS遺伝子（DNAミスマッチ修復に関与するタンパク質をコードする遺伝子）の変異を認めため、実際に野生株のmutS遺伝子を破壊し、培養60日目に遺伝子解析を行なったこところ、野生株は平均5個の遺伝子に変異が発生する一方で、mutS欠損株は平均23個の遺伝子の変異が検出され、mutS遺伝子の欠損は本条件において、変異の発生を増加させることが示唆された。