Pseudomonas属細菌における最重要シグナル分子GacSリガンドの解明

阐明假单胞菌中最重要的信号分子 GacS 配体

• 批准号: 22K19139
• 负责人: 甲斐 建次
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19139/
• 关键词: クオラムセンシング; Pseudomonas protegens; GacSリガンド; Pseudomonas

グラム陰性細菌の大きな1群であるPseudomonas属細菌は、Gac/Rsm系と呼ばれる独自の細胞間コミュニケーション機構を持ち、いわゆるクオラムセンシング（QS）様の挙動を示す。2001年に本機構で機能する二成分情報伝達系GacS/GacAが発見されて以来、世界中の研究者がGacSリガンド同定に取り組んできた。しかし、本機構の天然リガンドは未だ謎のままである。Gac/Rsm系は、土壌に生息するPseudomonas属細菌からヒトに日和見感染症を引き起こすP. aeruginosaまで保存されており、Pseudomonas属細菌の特性を最上位で制御している。応募者はこれまでに、同種・異種微生物間で機能する多くの化学コミュニケーション分子を解明してきた。同種微生物間コミュニケーションのenigmaとも呼ばれる、Pseudomonas属細菌のQSシグナル分子を解明し、微生物学・天然物化学分野におけるブレークスルーを達成する。P. protegensのトランスポゾンTn5を用いたランダム変異を導入し、その中からGacSリガンド合成酵素変異株を選抜した。複数回の実験実施の結果、ある遺伝子のTn変異株でQSに関係する表現型が大きく変化することが分かった。その遺伝子を同定した（遺伝子名は伏せる）。該当遺伝子については、相補実験、過剰発現実験、異種発現実験も達成済みである。GacSリガンドの精製については、ある程度の条件絞り込みまで達成することができた。さらに、レポーターアッセイ系構築にもすでに取り組み始めることができた点は大きい。1年目の研究計画の多くは達成し、一部は2年目の計画を進めることができた。

一大批革兰氏阴性细菌，假单胞菌属细菌具有独特的细胞间通信机制，称为GAC/RSM系统，并表现出所谓的Quorum Sensing（QS）类似行为。自从发现GACS/GACA（2001年在该组织中起作用的两组分信息传输系统）以来，世界各地的研究人员一直在努力识别GACS配体。但是，这种机制的天然配体仍然是一个谜。 GAC/RSM系统从生活在土壤中的假单胞菌属保存到铜绿假单胞菌，该铜绿假单胞菌会引起人类的机会性感染，并控制顶部的假单胞菌细菌属的性质。申请人以前已经揭示了许多化学通信分子，这些分子在同源和异源微生物之间起作用。它将阐明假单胞菌属的QS信号分子，也称为同源微生物通信的谜，并在微生物学和自然产物化学领域取得了突破。引入了使用P.蛋白质的转座子TN5的随机突变，并从突变体中选择了GACS配体合酶突变体。已经进行了多个实验，发现与QS相关的表型在基因的TN突变体中显着变化。鉴定了基因（将排除基因名称）。相关基因也已实现互补实验，过表达实验和异源表达实验。在一定程度上实现了GACS配体的纯化。此外，重要的是我们已经开始研究建筑记者测定系统。第一年的许多研究计划都得以实现，有些人能够执行第二年计划。