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

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。