大腸菌のストレス応答におけるシグマE因子の機能とその食品殺菌における意義

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本研究では、大腸菌をモデル微生物として食品の低温加熱殺菌(パスツリゼーション)処理後の生存や殺菌処理耐性に強く関わるとみられる細胞のストレス応答システムについて、その細胞表層の損傷の再生・修復のために作動するRpoE(σ^E)制御系の機能を解析して細胞の熱耐性、熱抵抗性への寄与を明らかにするとともに、微生物の熱耐性の変動要因を解明することを目的としている。まず、シグマE因子活性をβガラクトシダーゼ活性によって測定できるよう、rpoE遺伝子からプロモーターとrbs遺伝子を除去し、lacZと融合したRpoE::lacZ融合プラスミドを構築した。さらに、大腸菌のrpoE欠損株におけるシグマE因子発現活性を追跡するため、pdegP-lacZオペロン融合をレポーター遺伝子として構築した。これらのプラスミドで大腸菌MC4100rpoE::frt Km^r株を形質転換し、その後の実験に用いた。シグマE因子発現促進の効果は、一般に病原菌を制御するために利用される抗菌性薬剤に対する感受性化の程度を決定することによって調べた。その結果、シグマE因子高発現によって陽イオン性界面活性剤よりも陰イオン性界面活性剤の方に効果がみられ、SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)に対するMIC(最小発育阻止濃度)は対象のそれと比較して400倍高かった。rpoE欠失は陰イオン界面活性剤に対する抵抗性が低下した。これらの差は、rpoEに依存する何らかの遺伝子が抗菌剤に対する細胞の完全防御機能に必要であることを示唆するものである。RpoEに対する必要性の特徴のために、rpoE遺伝子欠失株は生育にその何らかの抑圧が必要と推察され、rpoE制御下のいくつかの必須遺伝子が知られているが、抑圧変異はまだ見出せていない。