腸管出血性大腸菌の宿主感染ステージに応じた小分子RNAによる病原性発現制御の解明

本研究課題は腸管出血性大腸菌(EHEC)の宿主細胞接着の各段階における、病原性遺伝子群LEEの転写調節因子Lerの転写後制御を担う小分子RNA(以下、 sRNA)の同定とその役割の解明を試みるものである。2022年度は、(A)昨年度に同定したler mRNAに結合する2つのsRNA(以下、X sRNA、及びY　sRNAとする。)の機能解析と、(B)宿主細胞接着の各段階におけるのトランスクリプトームの解析をおこなった。(A) X、またはY sRNAを過剰発現させた株ではlerの発現量が減少し、さらにLerが制御するLEEの発現量も減少した。さらに、同じ株を用いて宿主細胞への接着性を解析した結果、接着性の低下も見られた。これらの結果はXとYがlerの発現抑制を介して、宿主細胞への接着を抑制する因子であることを示す。加えて、X sRNAについてはler mRNAとの塩基対形成領域を変異解析から同定し、さらにX sRNAの発現が低栄養培地で上昇することを明らかにした。(B) EHECはHeLa細胞と共に培養すると、概ね接着後4時間で細胞表面にマイクロコロニーの形成が始まり、接着後7時間で細胞表面の大部分を覆う。この宿主感染ステージに着目しHeLa細胞への接着後4時間、及び7時間におけるHeLa細胞に接着したEHEC、または非接着のEHECのトランスクリプトームを取得した。HeLa細胞に非接着と接着のEHECのトランスクリプトームを主成分分析で解析したところ、有意に遺伝子発現パターンが異なること、LEEの発現が接着EHECで上昇していることを明らかにした。またsRNAの発現に関して解析した結果、X sRNAは非接着より接着で、また4時間培養より7時間培養で発現が上昇することがわかった。この結果はEHECの宿主感染ステージに応じたsRNAの発現変動をとらえた最初の例である。

本研究課題は腸管出血性大腸菌(EHEC)の宿主細胞接着の各段階における、病原性遺伝子群LEEの転写調節因子Lerの転写後制御を担う小分子RNA(以下、 sRNA)の同定とその役割の解明を試みるものである。2022年度は、(A)昨年度に同定したler mRNAに結合する2つのsRNA(以下、X sRNA、及びY　sRNAとする。)の機能解析と、(B)宿主細胞接着の各段階におけるのトランスクリプトームの解析をおこなった。(A) X、またはY sRNAを過剰発現させた株ではlerの発現量が減少し、さらにLerが制御するLEEの発現量も減少した。さらに、同じ株を用いて宿主細胞への接着性を解析した結果、接着性の低下も見られた。これらの結果はXとYがlerの発現抑制を介して、宿主細胞への接着を抑制する因子であることを示す。加えて、X sRNAについてはler mRNAとの塩基対形成領域を変異解析から同定し、さらにX sRNAの発現が低栄養培地で上昇することを明らかにした。(B) EHECはHeLa細胞と共に培養すると、概ね接着後4時間で細胞表面にマイクロコロニーの形成が始まり、接着後7時間で細胞表面の大部分を覆う。この宿主感染ステージに着目しHeLa細胞への接着後4時間、及び7時間におけるHeLa細胞に接着したEHEC、または非接着のEHECのトランスクリプトームを取得した。HeLa細胞に非接着と接着のEHECのトランスクリプトームを主成分分析で解析したところ、有意に遺伝子発現パターンが異なること、LEEの発現が接着EHECで上昇していることを明らかにした。またsRNAの発現に関して解析した結果、X sRNAは非接着より接着で、また4時間培養より7時間培養で発現が上昇することがわかった。この結果はEHECの宿主感染ステージに応じたsRNAの発現変動をとらえた最初の例である。