Brain-Gut-Microbe Interaction Based on Genetic Structure and Habitat of Plasmalogen-producing Bacteria

ビニルエーテル結合を含むグリセロリン脂質であるプラズマローゲン(Pls)は、殆どの哺乳類細胞に存在し、組織中の総リン脂質の約20%を占める。Plsは膜構造形成や抗酸化作用など様々な重要生理機能を持ち、哺乳類では不可欠なリン脂質である。Pls生産はClostridium属やBifidobacterium属といった偏性嫌気性菌でのみ報告され、C. perfringensでPls生合成遺伝子(plsA,plsR)が同定されたのみであったが通性嫌気性菌の乳酸菌ゲノム上にも存在することが判明した。そのため、Plsを生産する乳酸菌株の探索とより効率的にPlsを生合成する培養条件の検討を目的とした。主に乳酸菌株を含む53株から、Enterococcus faecalis K-4や Lactococcus lactis ATCC BAA-493株などのPls生産乳酸菌を同定した。また、乳酸桿菌よりも乳酸球菌でPls生産株が多く見られた。これらのうち、最も生産性の高かったE. faecalis K-4株から単離したplsAでPls非生産の大腸菌BL21(DE3)株を形質転換したところ、Pls生産能を付与することができ、plsAは大腸菌のPls生合成にも重要な機能を持つことが示唆された。さらに、植物性タンパク質を添加したラクトースを糖源とする培地を用いた培養では、K-4株のPls生産量が向上することが判明した。他方、嫌気培養で得られたBAA-493株菌体からは好気培養した菌体よりも多くのアルデヒドが検出され、MRS培地での30℃培養の場合、嫌気培養菌体からは好気培養菌体の倍以上のアルデヒドが検出された。TYG培地で培養した菌体からはアルデヒドがほとんど検出されなかったことから培養条件の違いによって、Pls生産量にも変化が生じ、特に培地成分がPls生合成に与える影響が示唆された。

ビニルエーテル結合を含むグリセロリン脂質であるプラズマローゲン(Pls)は、殆どの哺乳類細胞に存在し、組織中の総リン脂質の約20%を占める。Plsは膜構造形成や抗酸化作用など様々な重要生理機能を持ち、哺乳類では不可欠なリン脂質である。Pls生産はClostridium属やBifidobacterium属といった偏性嫌気性菌でのみ報告され、C. perfringensでPls生合成遺伝子(plsA,plsR)が同定されたのみであったが通性嫌気性菌の乳酸菌ゲノム上にも存在することが判明した。そのため、Plsを生産する乳酸菌株の探索とより効率的にPlsを生合成する培養条件の検討を目的とした。主に乳酸菌株を含む53株から、Enterococcus faecalis K-4や Lactococcus lactis ATCC BAA-493株などのPls生産乳酸菌を同定した。また、乳酸桿菌よりも乳酸球菌でPls生産株が多く見られた。これらのうち、最も生産性の高かったE. faecalis K-4株から単離したplsAでPls非生産の大腸菌BL21(DE3)株を形質転換したところ、Pls生産能を付与することができ、plsAは大腸菌のPls生合成にも重要な機能を持つことが示唆された。さらに、植物性タンパク質を添加したラクトースを糖源とする培地を用いた培養では、K-4株のPls生産量が向上することが判明した。他方、嫌気培養で得られたBAA-493株菌体からは好気培養した菌体よりも多くのアルデヒドが検出され、MRS培地での30℃培養の場合、嫌気培養菌体からは好気培養菌体の倍以上のアルデヒドが検出された。TYG培地で培養した菌体からはアルデヒドがほとんど検出されなかったことから培養条件の違いによって、Pls生産量にも変化が生じ、特に培地成分がPls生合成に与える影響が示唆された。