細菌による膜小胞分泌機構の解明と膜小胞を基盤とした異種タンパク質生産への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

グラム陰性細菌である Shewanella vesiculosa HM13が分泌する膜小胞から同定され、センサータンパク質と推定される HM1275 に着目し、本タンパク質を介した膜小胞生産制御機構について研究を進めた。リシン添加条件において野生株の膜小胞生産量が HM1275 欠損株に対して増加していたことから、本タンパク質のシグナル分子としてリシンに着目した。リシン濃度に応じた膜小胞生産量の増加率が野生株と比較して欠損株では緩やかであった。緑膿菌のバイオフィルム分散関連タンパク質と相同性を有している本タンパク質は類似の機能を有するのではないかと考え実験を行なった。経時的なバイオフィルム形成量を野生株と欠損株とで比較すると、野生株でのみ有意な減少が見られた。また、リシン添加条件において欠損株に対して野生株では有意なバイオフィルム形成量の減少が見られた。さらに欠損株ではバイオフィルム中の死細胞の割合が上昇していた。標識した膜小胞を用いてバイオフィルムへの取り込みを評価した。バイオフィルムと考えられる細胞集団の周囲に膜小胞に由来する標識が観察されたことから、膜小胞はバイオフィルムに取り込まれていると考えられた。以上より、推定センサータンパク質 HM1275 が培地中のリシン濃度を感知し、膜小胞生産およびバイオフィルム分散を誘導することを明らかにした。本タンパク質がこれら二種類の反応を制御することから、これらの反応には関連性があるのではないかと考えられる。一例として、リシン濃度を感知した細胞によって分泌された膜小胞に内包された HM1275 がバイオフィルム中の他の細胞に届けられることによってセンサー機能を付与し、集団としての細胞死を回避するためにバイオフィルム分散を誘導しているのではないかと考えている。