Identification of the two-component sensor mutations which suppress fimbriation of a periodontopathogenic bacteria

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最重要の歯周病原細菌であるポルフィロモナス・ジンジバリス（以下Pg菌）は菌体表層のFimA線毛を使ってヒトの歯肉溝に定着し、歯肉の炎症や骨吸収を引き起こす。FimA線毛の産生を人為的に抑制できれば本菌の病原性を著しく減弱でき、歯周病予防・治療への応用が期待できる。Pg菌がもつ２成分制御系センサーFimSは、FimA線毛に関連する全ての遺伝子発現に必須の膜タンパク質であるが、本菌生息環境中の如何なるシグナルを受容し線毛産生を促進しているのかは不明である。本研究課題は、Pg菌FimSセンサーの環境シグナル受容部をコードする遺伝子領域に人為的な変異が導入された菌株を多数作製し（変異導入菌株ライブラリー）、それによりFimA線毛を欠失した株が有するFimSセンサー内のアミノ酸置換を網羅的に解析する手法により、環境シグナル受容に必須でFimA線毛産生阻害薬の標的にもなり得る重要アミノ酸群を同定することを目的としている。FimSのシグナル受容部に適切な頻度で様々なアミノ酸変異が生じたPg菌株をできるだけ多数得ることが、本研究課題を成功させるポイントである。初年度は、その前提として求められる再現性の高いPg菌への遺伝子導入プロトコルの確立に集中した。遺伝子導入ツールには研究代表者が構築した発現ベクターを用い、変異導入FimS遺伝子よりも短期間で容易に調製できる代替試験材料として別の２成分制御系因子AtoC遺伝子をそれに組込み、AtoC欠失Pg菌株への遺伝子相補実験を繰り返し行った。その結果、AtoC遺伝子相補株が再現性良く得られる実験条件を突き止め、接合伝達法によるPg菌への発現ベクター導入プロトコルの確立に成功しただけでなく、副産物としてAtoCの標的遺伝子候補も同定できたため、その成果を英語論文にまとめ、学会誌上で発表した。