ファージ粒子を介した放線菌間相互作用メカニズムの解明

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本研究課題では、土壌微生物である放線菌に広く保存されたファージ尾部様構造体の機能と生物学的意義の解明を目指した。本研究課題の実施期間において、申請者は主に以下の2点の成果を挙げた。まず、放線菌のモデル種であるStreptomyces lividansにおいて、ファージ尾部様遺伝子群の産物を世界に先駆けて明らかにし、これをSLPと命名した。SLP遺伝子群の破壊・相補に成功し、SLPの機能解析に取り組むことが可能になった。さまざまな解析を行なった結果、SLPを生産しないS.lividansのコロニーは、野生株のそれに比べて、真菌に属する酵母コロニーによる侵略を受けやすい傾向を示すことを見出した。さらに、SLPの発現レベルは酵母細胞との接触により明らかに上昇したことから、SLPが異種微生物による侵略に対抗するメカニズムの一端であることが示唆された。その一方で、SLP自体は酵母の増殖を阻害する活性を示さなかった。次に、SLPの機能に関するさらなる解析を進めた。SLPの構成タンパク質の一つに蛍光タンパク質を融合することに成功し、細胞レベルでのSLPの局在を可視化することが可能になった。共焦点顕微鏡を用いた観察に基づき、S.lividansに対するさらなる遺伝子操作を行い、SLPの局在が本菌における細胞壁合成と相関することを発見した。すなわち、本菌における細胞壁合成マシナリーの局在とSLPの局在が一致する傾向を示し、さらにSLPの欠損が細胞表層ストレスに対する感受性の増加につながることを見出した。以上の結果を統合し、SLPが微生物間競争に由来する細胞表層ストレスに対する防御メカニズムとして放線菌ゲノムに定着してきた可能性を提示した。