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。

在2020财年，我们首先检查了辅助因子的参与，以阐明在弱酸性条件下TNAA mRNA降解的机理。由于ProQ（RNA伴侣）和YAFQ（RNA降解酶）被报道为与TNAA mRNA相互作用的因素，因此我们构建了编码它们的基因缺失菌株并量化了TNAA mRNA的量。但是，与期望相反，TNAA mRNA降解程度与野生菌株相似。尽管HFQ（主要的RNA伴侣）和降解体（RNA降解复合物）已报告为可能参与mRNA降解的因素，但先前的研究表明，这些因素与TNAA mRNA降解无关。因此，该结果强烈表明在弱酸性条件下TNAA mRNA的降解不是辅助因子依赖性的。因此，认为在弱酸性条件下，TNAA mRNA的二级结构可能会改变，这可能会提高RNase E的裂解效率。因此，我们验证了使用LACZ融合进行记者分析，验证了TNAA mRNA的5'-UTR是否参与了这种降解。在弱酸性条件下对LACZ mRNA的量进行了定量，但是与降低的TNAA mRNA量相比，该程度极小。因此，建议TNAA mRNA的酸性条件特异性降解可能是由CD或3'-UTR的结构变化引起的。将来需要进一步检查一下。此外，对转录组分析的重新分析表明，特定氨基酸代谢相关基因的表达在酸性条件下显着波动。详细的分析表明，这种表达变化是一种新型的酸性机制的一部分（由于计划提交论文，因此无法发表细节）。关于该发现，该论文定于2021年发表。