ビフィズス菌の腸内定着の確立におけるミルクオリゴ糖やムチン糖鎖代謝産物の役割

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授乳期に優勢な乳児型ビフィズス菌として見出されているBifidobacterium bifidumはヒトミルクオリゴ糖やムチン糖鎖に対する様々な糖分解酵素を有し、遊離した糖を他の乳児型ビフィズス菌に提供していることが示されてきた。B. bifidumが有するムチン糖鎖分解酵素の一つにスルホグリコシダーゼが見出されており、遊離する硫酸化糖であるGlcNAc6S をBifidobacterium breveに提供していることが報告されてきた。しかし、B. breveにおけるGlcNAc6Sの代謝機構は明らかになっていない。初年度の研究では、B. bifidumの有するスルホグリコシダーゼにより遊離したGlcNAc6SをB. breveが糖源として利用している機構を明らかにするため、B. breveの硫酸化糖代謝機構を明らかにすることを目的とした。B. breve の特定の株におけるゲノム情報に基づき硫酸化糖代謝に関与することが示唆された硫酸化糖取り込み輸送体、スルファターゼ及び亜硫酸排出輸送体の各遺伝子の欠損株を作製した。作製した欠損株を用いてグルコースあるいはGlcNAc6Sを唯一の糖源とする培地で培養した結果、グルコース含有培地では全ての株で生育が確認され、GlcNAc6S含有培地では野生株は生育したが、3種類の遺伝子欠損株は生育しなかった。また、欠損株の相補株を作製し同様の実験を行なったところ、GlcNAc6S含有培地での生育の回復が確認できた。また、野生株においてGlcNAc6S含有培地の培養上清中の硫化物を解析したところ、培養上清から硫酸イオンが検出された。以上の結果から、B. breve は確実に硫酸化糖であるGlcNAc6Sの代謝機構を有することが明らかとなった。授乳期におけるGlcNAc6Sを介したビフィズス菌間の共生関係の一端を明らかにすることができた。