ABCトランスポーターを基軸としたS. mutansのシグナル伝達システムの解明

基于 ABC 转运蛋白的变形链球菌信号转导系统的阐明

• 批准号: 22K17228
• 负责人: 後藤 花奈
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17228/
• 关键词: Streptococcus mutans; ABCトランスポーター; バイオフィルム; 膜タンパク; シグナル伝達システム

齲蝕原性細菌 Streptococcus mutans が保有するABCトランスポーターは、必要な栄養素を取り込むとともに不要なものを排出することで、強固なバイフォイルムを作り出すことができる。本研究では、S. mutansの新たなABCトランスポーターをコードする可能性のある遺伝子を抽出し、それらの機能を明らかにした。本研究では、S. mutansの全遺伝子配列からABC 膜輸送体をコードすると推定されるSMU_1519遺伝子を抽出し、その欠失変異株を作製し、実験に供試した。SMU_1519遺伝子欠失変異株では、親株と比較してバイオフィルム形成量の低下が認められ、バイオフィルム構造は粗造に変化していた。また、遺伝子発現状態の確認を行うためにRNA シーケンシング解析を行ったところ、糖代謝に関与する遺伝子の発現量の低下およびABCトランスポーターをコードする遺伝子の発現量の増加を認めた。これらのことから、SMU_1519遺伝子は菌の増殖やバイオフィルム形成に関与していることが明らかとなった。さらに、S. mutans では、２成分調節因子システムと呼ばれるシグナル伝達システムが存在し、このシステムでは、Competence-stimulating peptide (CSP) が遺伝子の発現状況を変化させ、バイオフィルム形成に重要な働きを果たしていることが知られている。しかしながら、CSP添加によってSMU_1519遺伝子の発現量に変化は認めず、このABC膜輸送体はCSP以外のシグナル伝達系によって制御されている可能性が示された。今後は、SMU_1519遺伝子がバイオフィルム形成にどのように関連するのかを明確にし、環境変化に対するストレス応答機能、さらには抗生物質に対する感受性についても検討する予定である。

致龋菌变形链球菌拥有的 ABC 转运蛋白可以通过吸收必要的营养物质并排出不必要的营养物质来形成坚固的双叶。在本研究中，我们提取了变形链球菌中可能编码新ABC转运蛋白的基因，并阐明了它们的功能。在本研究中，我们从变形链球菌的整个基因序列中提取了SMU_1519基因（推测该基因编码ABC膜转运蛋白），创建了其缺失突变体，并将其用于实验。在SMU_1519基因缺失突变体中，与亲本菌株相比，观察到生物膜形成量减少，并且生物膜结构变为粗糙结构。此外，当进行RNA测序分析以确认基因表达状态时，发现参与糖代谢的基因的表达水平降低，而编码ABC转运蛋白的基因的表达水平升高。这些结果表明SMU_1519基因参与细菌生长和生物膜形成。此外，变形链球菌具有称为二元调节系统的信号转导系统，其中能力刺激肽（CSP）改变基因的表达状态并在生物膜形成中发挥重要作用。然而，添加CSP后，没有观察到SMU_1519基因的表达水平发生变化，表明该ABC膜转运蛋白可能受到CSP以外的信号转导系统的调节。未来，我们计划阐明SMU_1519基因与生物膜形成的关系，并检查其对环境变化的应激反应功能及其对抗生素的敏感性。

项目成果

亜鉛の細胞膜輸送に関連するABCトランスポーターの機能解析

锌膜转运相关ABC转运蛋白的功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 後藤花奈;仲野道代
• 通讯作者: 仲野道代