複合系口腔バイオフィルムの分子ダイナミクスと病原性発現機構の解明

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本研究における目的は、ヒト口腔から分離されたStreptococcus mutansによるバイオフィルム形成と病原性化において、Competence-Stimulating-Peptideを介した遺伝子制御機構と他Streptococciとの相互作用について総合的に評価することである。S.mutansにおいて菌体外シグナル物質CSPの濃度がある一定以上になると、2成分制御系com systemが活性化される。com systemは数百以上の遺伝子を制御することが明らかとなっており、遺伝子取込みに関するものが含まれる。本研究において、組換えに関与するrecA遺伝子もまたcomsystemにより制御されることを明らかにした。この事実は、外来DNAの取込みからゲノムDNAへの組換えまで1つのシステムにより行われることを示すものである。さらに本研究では、半致死的な抗生物質条件や低pHなどのストレス条件下、さらにバイオフィルムのような菌体密度が高い条件下でcom systemの活性化と遺伝子授受能力が亢進することを明らかにした。よってS.mutansにおけるcom systemは、口腔内環境への適応と病態化に密接に関係するものと考えられた。S.mutansと口腔内常在菌S.gordoniiの共培養による遺伝子授受の検討を行った。両菌株を遠心分離により集菌し、これを疑似バイオフィルムとした。遺伝子授受の追跡にはプラスミドDNA授受による薬剤耐性能で評価した。その結果、S.mutansからS.gordoniiへ高頻度で遺伝子授受が行われることを明らかにした。S.gordoniiはS.mutansと同様、CSPの添加により遺伝子授受能が増加することを確認した。このように口腔内環境では異種間においてもCSPを共通認識し、複合系を一単位として病原性化するもの推測された。