環境浄化細菌の効率的制御を目指した細胞間コミュニケーションの実態解明

阐明细胞间通讯的实际状态，旨在有效控制环境净化细菌

• 批准号: 16J00487
• 负责人: 森永 花菜
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J00487/
• 关键词: 細胞間コミュニケーション; 異種間相互作用; メンブレンベシクル; 膜小胞; 活性汚泥; 排水処理; Paracoccus denitrificans

今年度は、昨年度作製した細胞間コミュニケーション検出株を用いて活性汚泥に存在する異種細菌との相互作用に関して研究することを目的とした。その結果、本菌はコミュニケーション物質として、1種類のシグナルしか生産しないにもかかわらず、異種細菌が生産するシグナルも利用し、自身の遺伝子発現の制御を行っていることが明らかとなった。本菌が生産するコミュニケーションシグナルは、疎水性が高く拡散し辛いと考えられているが、本菌は自身が生産する膜小胞にコミュニケーションシグナルを内包することで伝達を可能にしていることが明らかとなっている。さらに、今年度の解析によって、この膜小胞を用いて、異種細菌が生産するシグナルも吸着し自身で利用することが明らかとなった。本結果は、今まで予想されていなかった活性汚泥中の細胞間コミュニケーションの実態に一歩迫った結果と言える。また、細胞間コミュニケーション検出株の作製に用いたParacoccus denitrificansはコミュニケーションシグナルによって集団化を抑制することがわかっているが、そのメカニズムに関しても解析を行った。本菌は、シグナルを認識することによって、細胞と基質間及び細胞間の付着因子である細胞外多糖と、細胞と基質間の付着因子である細胞外タンパクの生産を抑制することで、集団化を回避していることが明らかとなった。また、マイクロ流体デバイスを用いて、本菌の集団形態を解析したところ、本菌は、シグナル物質を認識することで、基質表面上に直立し高密度に整列する、自己組織化をすることが明らかとなった。コミュニケーションによって細菌が自己組織化をすることは既報がなく、本研究によって初めて明らかとなったと言える。これらの研究成果を、国内外の学会で発表し、原著論文で報告するに至った。さらに、それらの成果を総説2本にまとめた。

今年，目的是使用去年产生的细胞间通信检测菌株研究活性污泥中存在的异源细菌的相互作用。结果，据表明，尽管该细菌仅产生一种信号作为通信物质，但它还利用了异源细菌产生的信号来调节其自身的基因表达。该细菌产生的通信信号被认为是高度疏水且难以传播的，但已经发现该细菌可以通过将通信信号纳入自身产生的膜囊泡中来传播。此外，今年的分析表明，使用这些膜囊泡，异源细菌产生的信号可以被自己吸附和使用。可以说，这一结果更接近活性污泥中细胞 - 细胞通信的现实，直到现在尚未预测。此外，已经发现，用于产生细胞间通信检测菌株，通过通信信号抑制集体化的denitrificans还分析了该机制的机制。通过识别信号，该细菌通过抑制细胞外多糖的产生，即细胞和底物之间的附着因子以及细胞外蛋白，这是细胞和底物之间的固定因子。此外，当使用微流体装置分析细菌的种群形态时，揭示了通过识别信号物质，细菌自组装直立在底物表面上，并以高密度对齐。尚未据报道细菌通过交流会自组织，可以说这项研究是第一次清楚的。这些研究结果在日本和国外的学术会议上提出，并在原始论文中进行了报道。此外，这些结果总结在两次评论中。

项目成果

JST ERATO 野村集団微生物制御プロジェクト

JST ERATO 野村集体微生物控制项目

Looking through membrane vesicles into bacterial interactions

透过膜囊泡观察细菌相互作用

• DOI: 10.20709/jsmeja.33.2_43
• 发表时间: 2018
• 期刊: Japanese Society of Microbial Ecology
• 作者: 11.豊福 雅典;森永 花菜;安田 まり奈;野村 暢彦
• 通讯作者: 野村 暢彦

Cell-cell communication inhibits cell aggregation in Paracoccus denitrificans Pd1222

细胞间通讯抑制脱氮副球菌 Pd1222 中的细胞聚集

• 发表时间: 2017
• 作者: Toyofuku M;Morinaga K;Hashimoto Y;Uhl J;Shimamura H;Inaba H;Schmitt-Kopplin P;Eberl L;Nomura N;森永花菜;森永花菜;Kana Morinaga;Kana Morinaga;Kana Morinaga;森永花菜;森永花菜;Kana Morinaga
• 通讯作者: Kana Morinaga

Paracoccus denitrificans control their intercellular distance in response to the population size through quorum sensing

脱氮副球菌通过群体感应控制其细胞间距以响应种群大小

• 发表时间: 2018
• 作者: Toyofuku M;Morinaga K;Hashimoto Y;Uhl J;Shimamura H;Inaba H;Schmitt-Kopplin P;Eberl L;Nomura N;森永花菜;森永花菜;Kana Morinaga
• 通讯作者: Kana Morinaga

Quorum sensing in Paracoccus denitrificans Pd1222 inhibit cell aggregation

脱氮副球菌 Pd1222 中的群体感应抑制细胞聚集

• 发表时间: 2016
• 作者: Toyofuku M;Morinaga K;Hashimoto Y;Uhl J;Shimamura H;Inaba H;Schmitt-Kopplin P;Eberl L;Nomura N;森永花菜;森永花菜;Kana Morinaga;Kana Morinaga;Kana Morinaga;森永花菜;森永花菜;Kana Morinaga;森永花菜;森永花菜;Kana Morinaga;森永花菜;森永花菜;森永花菜;森永花菜;Kana Morinaga;Kana Morinaga
• 通讯作者: Kana Morinaga