Characterization of bacteriophage virulence for persister cells

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パーシスターとは代謝の低下に伴い増殖が抑制された細胞小集団のことで、抗菌薬に対して抵抗性を示す。抗菌薬を除くと再び増殖を始めるが、元の集団と同じく抗菌薬に対して感受性を表す。パーシスターに対するファージの殺菌効果を詳細に調べるために、代表的なファージ（T1、T4、T5、T7）を用いて様々な環境条件下における殺菌能力を調べた。ほとんどのファージ（T1、T4、T7ファージ）がさまざまな環境条件下で存在するパーシスターを殺菌することがわかった。さらに、抗菌薬に細菌を暴露した後に残存したパーシスターに対してはT4とT7が効率よく殺菌した。一方で、T1ファージは抗菌薬に暴露して生き残った細胞を殺菌することができなくなっていた。一段階増殖実験を行ったところ、T1ファージは特定の抗菌薬の存在下で子ファージを全く生産しないことが示された。パーシスターは環境の変化により通常の細胞の代謝に復帰するため、培地上ではファージの感染がパーシスターの状態の細胞で成立したのか、通常の細胞活動に復帰した際に成立したのかを区別することが困難である。そこで、ファージの殺菌効果を即時的に観察するために、細菌の代謝活性を測定する試薬で染色し、顕微鏡下でファージと混合して観察したところ。代謝活性の高い菌に対しては100%に近い効率で殺菌したが、低代謝活性の細菌の40%程度がファージによって直ちには殺菌されないことがわかった。おそらくファージは低代謝活性の細胞に吸着しているものの細菌の活性が低すぎるためファージが増えることができないと考えられる。