Functional analysis of bacterial cellulose synthesis to overcome biofilm infections

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本研究課題では、感染症の難治化の要因であるバイオフィルムの合成機序を明らかにするため、バイオフィルムの主成分であるバクテリアセルロース（BC）の合成機構の解明に取り組んでいる。BCは細菌の細胞膜上に存在するセルロース合成酵素複合体（TC）によって合成されている。本研究ではBC合成機構の中でも特に、（１）合成されたセルロース鎖を菌体外へ排出すると推測されるBcsCサブユニットの立体構造（２）内膜のBcsABによって合成されたセルロース鎖がどのように外膜のBcsCに受け渡され、菌体外へ導かれるのか、の2点に注目して研究を進めている。これまでの進捗として、まず上記（１）について、BcsCの単離精製のため、酢酸菌ゲノム上のTCを構成するBcsAおよびBcsCサブユニットにタンパク質精製用のアフィニティタグを挿入した。次に（２）について、内膜のBcsABと外膜のBcsCとの会合状態の解明に取り組んだ。BcsABとBcsCとの会合については、直接の結合と、別の分子を介した結合のいずれであるか分かっていない。TCにはBCの合成や輸送においてメインに機能するサブユニットの他に、機能不明のアクセサリーサブユニットが存在しており、これらがBcsABとBcsCの結合に関与する可能性が高いと考えた。そこでアクセサリーサブユニットであるBcsD、Ccp、CMCaseの3つのタンパク質を組換え発現し、これらのタンパク質同士が会合して複合体を形成するかどうか確認した。ゲルろ過クロマトグラフィーによる分子質量の測定結果から、BcsDとCcpの組み合わせで分子質量の大きい複合体の形成が示された。