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

使用微生物复合絮体作为反应场激活细胞间信号传导并加速基因表达

• 批准号: 13J09098
• 负责人: 岡野 千草
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J09098/
• 关键词: 細胞間情報伝達機構; クオラムセンシング; Ｎ‐アシルホモセリンラクトン; 微生物複合系; グラム陰性細菌; N-アシルホモセリンラクトン

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。

Quorum sensing (QS) is expected to be the mechanism for cell density-dependent gene development and the mechanism for artificial control of multiple cell functions. In this study, QS mechanism of negative bacteria was investigated by using AHL as a mediator for the production and utilization of intercellular DNA. In 2007, the AHL was established and QS was established. AHL vector is characterized by QS-dependent prodigiosin production inhibition, QS-dependent prodigiosin production inhibition, QS-dependent Prodigiosin production inhibition, and AHL capture and concentration inhibition. The release of AHL from AHL carriers and the activation of QS mechanisms are possible. AHL is captured and induced in a culture system, and AHL is synthesized and induced in a strain. marcescens AS-1S plant QS mechanism activation, Prodigiosin production increased in the future At the beginning of this year, we constructed the "QS mechanism for artificial activation" and evaluated the accumulation of AHL energy. AHL concentration difference between inside and outside of the plant is expected to increase in the presence of microorganisms. In this study, we successfully constructed a QS mechanism activation system for AHL vector and QS bacteria accumulation.

项目成果

Inhibition and Induction of Quorum Sensing Using Complexes between <i>N</i>-Acylhomoserine Lactone and Self-assembled Polymer Micelles

利用<i>N</i>-酰基高丝氨酸内酯和自组装聚合物胶束之间的复合物抑制和诱导群体感应

• DOI: 10.1246/cl.150729
• 发表时间: 2015
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Chigusa Okano;Norihiro Kato
• 通讯作者: Norihiro Kato

Suppressive effects of self-associated triblock copolymers on quorum sensing-mediated phenazine antibiotic production

自缔合三嵌段共聚物对群体感应介导的吩嗪抗生素生产的抑制作用

• 发表时间: 2016
• 期刊: Transactions of the Materials Research Society of Japan
• 作者: Chigusa Okano;Norihiro Kato
• 通讯作者: Norihiro Kato

クオラムセンシング制御用樹脂粒子、及びクオラムセンシングの制御方法

群体感应控制用树脂粒子及群体感应控制方法

• 发表时间: 2015

Remote-Control of Gene Expression due to Artificial Inhibition of Bacterial Cell-Cell Communication

由于人工抑制细菌细胞间通讯而远程控制基因表达

• 发表时间: 2014
• 作者: Norihiro Kato;Chigusa Okano;Yuriko Takayama;Takehiro Ogi;Chiaki Endo;Ken-ichi Iimura;Eri Nasuno
• 通讯作者: Eri Nasuno

Positive Regulation of Bacterial Cell-Cell Communication System in Microbial Comnlexes

微生物群落中细菌细胞间通讯系统的正调控

• 发表时间: 2014
• 作者: Chigusa Okano;Eri Nasuno;Yuka Tsunematsu;Rei Kawakami;Ken-ichi Iimura;Tomohiro Morohoshi;Tsukasa Ikeda;Norihiro Kato;Chigusa Okano
• 通讯作者: Chigusa Okano