代謝物に着目した大腸菌酸耐性の発現制御機構の解明とその感染予防法への応用

阐明以代谢物为中心的大肠杆菌耐酸性表达控制机制及其在感染预防方法中的应用

基本信息

批准号：
19J13348
负责人：
神田健
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13348/
关键词：
大腸菌酸耐性食中毒 GADシステムインドール Tryptophanase RNase E TolC Gadシステム

项目摘要

2020年度は、弱酸性条件下におけるtnaA mRNAの分解メカニズムの解明を目指し、まず補助因子の関与を検証した。tnaA mRNAと相互作用する因子としてProQ（RNAシャペロン）およびYafQ（RNA分解酵素）が報告されていたため、それらをコードする遺伝子の欠損株を構築しtnaA mRNA量を定量した。しかし、予想に反し、tnaA mRNAの分解の程度は野生株と同様であった。mRNA分解に関与する可能性のある因子としてHfq（主要RNAシャペロン）およびデグラドソーム（RNA分解複合体）が報告されているが、これら因子がtnaA mRNA分解に関与していないことはこれまでの研究で解明している。したがってこの結果は、弱酸性条件下におけるtnaA mRNAの分解が補助因子に依存しないことを強く示唆するものであった。よって、弱酸性条件下ではtnaA mRNAの二次構造が変化することでRNase Eによる切断効率が増大している可能性が考えられた。そこでこの分解にtnaA mRNAの5’-UTRが関与しているかどうか、lacZフュージョンによるレポーターアッセイを実施することで検証した。弱酸性条件下におけるlacZ mRNA量を定量したが、tnaA mRNAの減少量と比較するとその程度は極めて小さかった。したがって、tnaA mRNAの酸性条件特異的な分解は、CDSまたは3’-UTRの構造変化により引き起こされている可能性が示唆された。これについては、今後さらに検証していく必要がある。またトランスクリプトーム解析の再解析により、酸性条件下で特定のアミノ酸代謝関連遺伝子の発現が大きく変動していることを見出した。詳細な解析から、この発現変動が新規酸耐性機構の一部であることを解明した（論文投稿予定のため詳細は公表不可）。本発見については、2021年度中の論文発表を予定している。

2020年，我们旨在阐明tnaA mRNA在微酸性条件下的降解机制，并首先验证了辅因子的参与。由于 ProQ（RNA 伴侣）和 YafQ（RNA 降解酶）已被报道为与 tnaA mRNA 相互作用的因子，因此我们构建了编码它们的基因的缺失株，并对 tnaA mRNA 的量进行了定量。然而，与预期相反，tnaA mRNA 降解程度与野生型相似。 Hfq（主要 RNA 伴侣）和降解体（RNA 降解复合物）已被报道为可能参与 mRNA 降解的因素，但之前的研究表明这些因素不参与 tnaA mRNA 降解。因此，该结果强烈表明tnaA mRNA在微酸性条件下的降解不依赖于辅因子。因此，认为在弱酸性条件下，tnaA mRNA的二级结构发生变化，从而提高了RNase E的切割效率。因此，我们通过使用 lacZ 融合进行报告基因测定来验证 tnaA mRNA 的 5'-UTR 是否参与了这种降解。我们在微酸性条件下定量了 lacZ mRNA 的量，但与 tnaA mRNA 的量相比，减少量极小。因此，有人认为tnaA mRNA的酸性条件特异性降解可能是由CDS或3'-UTR的结构变化引起的。这还需要未来进一步验证。此外，通过重新转录组分析，我们发现特定氨基酸代谢相关基因的表达在酸性条件下出现显着波动。详细分析表明，这种表达变化是一种新的耐酸性机制的一部分（由于论文计划提交，详细信息无法发表）。我们计划在 2021 财年发表一篇有关这一发现的论文。