Study on moonlighting functions of extracellular matrix components in biofilm development

细胞外基质成分在生物膜发育中的兼职功能研究

• 批准号: 20H02904
• 负责人: 杉本 真也
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Jikei University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02904/
• 关键词: バイオフィルム; 菌体外マトリクス; リン脂質; ムーンライト機能; 分子機構; 黄色ブドウ球菌; リボソーム; イメージング; リン脂質分解酵素; リジルホスファチジルグリセロール; 静電的相互作用

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。

こ れ ま で に I 々 は, バ イ オ フ ィ ル ム adapting just-in-time inventory の な up main infection bacterium で あ る yellow ブ ド ウ aureus の bacteria in vitro マ ト リ ク ス に は, cytoplasm の composition や の cell membrane composition contains が ま れ, そ れ ら の a は バ イ オ フ ィ ル ム の structure to maintain に め extremely important な て "を cut fruit た す こ と を shows し た. は の purpose, this study こ の よ う な living body polymer が have す る の function originally と は different な る don't の function (ム ー ン ラ イ ト function) を, alone に 発 し た parsing, を 観 examine method with い て interpret す る こ と で あ る. 2021 annual は, yellow ブ ド ウ aureus の バ イ オ フ ィ ル ム form に お け る extracellular リ ン lipid の role machine sequence と yellow ブ ド ウ aureus の バ イ オ フ ィ ル ム を unseen に sterilization of fruit す る method に つ い て beg し 検 た. Specific に は, high decomposition can walkthrough electronic 顕 micromirror や super resolution 顕 micromirror を with い て, extracellular リ ン lipid (especially に Lys - PG) が yellow ブ ド ウ aureus の intercellular を combining さ せ る "tonic" then と し て function す る others child を catch え る こ と に successful し た. ま た, agglutination し た yellow ブ ド ウ aureus の cell surface に see ら れ る particles が リ ン lipid decomposition enzyme に よ っ て disappear す る others child を イ メ ー ジ ン グ す る こ と も で き た. さ ら に, リ ン lipid enzyme decomposition enzyme, DNA decomposition enzyme, polysaccharide contains を む enzyme カ ク テ ル が, others 々 な kinds の yellow ブ ド ウ aureus お よ び epidermis ブ ド ウ aureus clinical isolates の バ イ オ フ ィ ル ム form を し, か つ, こ れ ら の mature し た バ イ オ フ ィ ル ム を broken 壊 で き る こ と を shows し た. そ し て, this enzyme カ ク テ ル と antibacterial 薬 の and sharper fruit を べ, よ り unseen fruited に バ イ オ フ ィ ル ム の inside yellow ブ ド ウ aureus を sterilization で き る anti を 応 conditions show the す こ と が で き た. こ れ ら に の results add え て, bacteria in vitro マ ト リ ク ス に containing ま れ る RNA の ム ー ン ラ イ ト function に masato す る paper が NPJ Biofilms and Microbiomes tzu に accept さ れ た.

项目成果

パスツール研究所(フランス)

巴斯德研究所（法国）

細菌学講座 東京慈恵会医科大学 基礎・臨床講座

东京慈惠大学医学部细菌学系基础临床科

日本の研究.com

日本研究网

バイオフィルム研究センター 東京慈恵会医科大学 基礎・臨床講座

东京慈惠大学医学部生物膜研究中心基础与临床课程

プレスリリース 環境中のRNAか゛細菌の棲家として利用される仕組みを解明

新闻稿：阐明环境中的 RNA 被用作细菌栖息地的机制