Study on moonlighting functions of extracellular matrix components in biofilm development

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これまでに我々は、バイオフィルム感染症の主要な起炎菌である黄色ブドウ球菌の菌体外マトリクスには、細胞質の成分や細胞膜の構成成分が含まれ、それらの一部はバイオフィルムの構造維持に極めて重要な役割を果たすことを見出した。本研究の目的は、このような生体高分子が有する本来の機能とは異なる別の機能（ムーンライト機能）を、独自に開発した解析・観察法を用いて解明することである。2021年度は、黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成における細胞外リン脂質の作用機序と黄色ブドウ球菌のバイオフィルムを効果的に殺菌する方法について検討した。具体的には、高分解能走査電子顕微鏡や超解像顕微鏡を用いて、細胞外リン脂質（特にLys-PG）が黄色ブドウ球菌の細胞間を結合させる“接着剤”として機能する様子を捉えることに成功した。また、凝集した黄色ブドウ球菌の細胞表層に見られる微粒子がリン脂質分解酵素によって消失する様子をイメージングすることもできた。さらに、リン脂質分解酵素・DNA分解酵素・多糖分解酵素を含む酵素カクテルが、様々な種類の黄色ブドウ球菌および表皮ブドウ球菌臨床分離株のバイオフィルム形成を抑制し、かつ、これらの成熟したバイオフィルムを破壊できることを見出した。そして、本酵素カクテルと抗菌薬の併用効果を調べ、より効果的にバイオフィルム内の黄色ブドウ球菌を殺菌できる反応条件を見出すことができた。これらの成果に加えて、菌体外マトリクスに含まれるRNAのムーンライト機能に関する論文がnpj Biofilms and Microbiomes誌に受理された。