ワイル病病原体レプトスピラのゲノム解析および臨床診断への応用研究

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レプトスピラはワイル病の病原体で医学的に重要な細菌であるにもかかわらず、分子生物学的研究は他の細菌にくらべ著しく遅れている。本研究では日本のワイル病患者から分離された株の染色体のサイズを決定し、その遺伝子地図を明らかにした。この株の染色体は約4.6メガ塩基対と約350キロ塩基対の環状分子からなることが解った。この染色体構成は他のレプトスピラ分離株と同じであったが、遺伝子座についてはそれぞれの株で異なっていた。またレプトスピラのリボソームRNA遺伝子は染色体上に散在していることを本研究で作成した遺伝子地図により確認した。この中で5S rRNA遺伝子は他のリボソームRNA遺伝子が2分子であるのに対し1分子しか存在せず、染色体複製開始領域と考えられる近くに位置していたためこの遺伝子近傍の遺伝子構成を解析した。5S rRNA遺伝子を含む約25キロ塩基対の塩基配列を決定した。この領域内には複製開始点は認められなかったが、塩基配列から得られたORFには脂肪酸代謝に関与する酵素と高い相同性を示すものがありレプトスピラが炭素源あるいはエネルギー源として長鎖脂肪酸を必要とすることとの関連が推察された。また、この株の染色体は制限酵素KpnIでの切断により4.8キロ塩基対の特徴的な断片を生じる。この断片を含む約9.1キロ塩基対の塩基配列を決定した。この断片は染色体上に約20コピーあり特定の領域に集中し繰り返して存在していること、コピー数は異なるものの他の病原レプトスピラ種にも分布していることを明らかにした。そこでこの配列を標的としたPCRを行い、病原レプトスピラ種で特異的に増幅産物が得られること、検出感度が通常の染色体上の遺伝子を標的にした場合の約10倍高感度であることを確認した。以上の結果から、この配列はレプトスピラ感染症の簡便で迅速な臨床診断に有望であることが明らかになった。