セレウス菌芽胞の圧力ストレス応答における不活性化誘起因子の分子論的・形態学的解析

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本研究は、「病原性菌芽胞の発芽を強く阻害する物理的あるいは生化学的因子を特定し、究極的にはあらゆる菌種に適用可能な万能型芽胞不活性化法を確立する」ことを目指し進められている。まず1年目は、病原性セレウス菌の成熟芽胞を対象とした「物理的ストレス応答におけるリアルタイムでの生化学的・構造的変化の可視化を目的として、病原性菌芽胞が不活性化する過程で生じる変化をミクロな視点で調べた。その結果、主に以下の成果を得た。【圧力ストレスに伴い生じる芽胞漏出成分の検出】： これまでの研究で確立した、高圧ＮＭＲ法を用いた細菌芽胞懸濁液の圧力ストレス応答観測法を応用し、病原性芽胞における同様のストレス応答を検証した。その中で、セレウス菌芽胞への圧力効果として、納豆菌芽胞を用いたモデル系で観測された内在性成分ＤＰＡの漏出が同様に認められた。しかし、その応答性は異なっており、セレウス菌芽胞からの漏出が見られる圧力下限は500気圧とモデル系の300気圧を上回っていた。また、2000気圧環境下に置くと、モデル系ではおよそ24時間かけてゆっくりと芽胞内部よりＤＰＡが染み出てきたのに対して、セレウス菌芽胞では2時間ほどで漏出が完了した。加えて、常圧への脱圧後の応答では、モデル系とセレウス菌芽胞でともに同様のＮＭＲ信号変化（線幅の縮小）が認められたが、芽胞のストレス耐性にも関係していると考えられているＤＰＡとCa2+との結合を示唆する低磁場方向への化学シフト変化量が両者では明らかに異なっていた。これら高圧ＮＭＲ測定から得られたデータが、細菌芽胞の構造的な違いを反映しているのか、あるいは代謝やストレス耐性機構などの生化学的な違いを反映しているのかは現段階では不明であるが、今後はバイオイメージング法による芽胞構造損傷度の評価を交えながら検証を行う。