微生物複合系フロックを反応場とする細胞間シグナリングの活性化と遺伝子発現の迅速化

バクテリアの細胞間情報伝達機構 (Quorum sensing: QS) は、菌体密度依存性の遺伝子発現機構で多様な細胞機能を制御しており、QS機構を人為的に制御する新システムの構築が期待されている。グラム陰性細菌のQS機構では、シグナル分子としてアシル鎖構造の異なるN-アシルホモセリンラクトン(AHL)が菌種に依存せず広く生産、利用されており、本研究ではAHLを介した細胞間シグナリングであるQS機構の制御系をターゲットとした。平成27年度は、前年度に構築したAHL徐放担体によるQS機構の制御能を試験した。AHL担体としてトリブロックコポリマーミセルをAHL依存性のQS機構を有するSerratia marcescens AS-1株の培養液へ添加すると、効果的にQS機構依存性のProdigiosin生産を抑制したことから、ミセルへのAHLの効果的な捕捉・濃縮が示された。AHL担体からのAHLシグナルの放出は、迅速なQS機構の活性化を可能とする。AHLを捕捉したミセルの崩壊を誘導することにより、ミセルからAHLを培養系へ放出し、AHL合成遺伝子破懐株であるAHLレポーターS. marcescens AS-1S株のQS機構を活性化し、Prodigiosin生産量を増大させることを明らかとした。さらに初年度に構築した「QS機構を人為的に活性化させるための微生物複合系フロック」のAHL集積能を評価した。フロック内外のAHL濃度差をAHLレポーターによってバイオアッセイすると、期待通りに微生物フロック内部におけるAHLが高濃度に維持されていることが明らかとなった。本研究では、AHLシグナルの放出制御によりQS機構の活性化を迅速に誘導するAHL担体、さらにQS菌を集積する微生物複合系QS機構活性化システムの構築に成功した。

バクテリアの細胞間情報伝達機構 (Quorum sensing: QS) は、菌体密度依存性の遺伝子発現機構で多様な細胞機能を制御しており、QS機構を人為的に制御する新システムの構築が期待されている。グラム陰性細菌のQS機構では、シグナル分子としてアシル鎖構造の異なるN-アシルホモセリンラクトン(AHL)が菌種に依存せず広く生産、利用されており、本研究ではAHLを介した細胞間シグナリングであるQS機構の制御系をターゲットとした。平成27年度は、前年度に構築したAHL徐放担体によるQS機構の制御能を試験した。AHL担体としてトリブロックコポリマーミセルをAHL依存性のQS機構を有するSerratia marcescens AS-1株の培養液へ添加すると、効果的にQS機構依存性のProdigiosin生産を抑制したことから、ミセルへのAHLの効果的な捕捉・濃縮が示された。AHL担体からのAHLシグナルの放出は、迅速なQS機構の活性化を可能とする。AHLを捕捉したミセルの崩壊を誘導することにより、ミセルからAHLを培養系へ放出し、AHL合成遺伝子破懐株であるAHLレポーターS. marcescens AS-1S株のQS機構を活性化し、Prodigiosin生産量を増大させることを明らかとした。さらに初年度に構築した「QS機構を人為的に活性化させるための微生物複合系フロック」のAHL集積能を評価した。フロック内外のAHL濃度差をAHLレポーターによってバイオアッセイすると、期待通りに微生物フロック内部におけるAHLが高濃度に維持されていることが明らかとなった。本研究では、AHLシグナルの放出制御によりQS機構の活性化を迅速に誘導するAHL担体、さらにQS菌を集積する微生物複合系QS機構活性化システムの構築に成功した。