ウエルシュ菌ゲノムにおける病原性調節ネットワークの包括的解析

产气荚膜梭菌基因组毒力调控网络的综合分析

基本信息

批准号：
13206005
负责人：
清水徹
金额：
$ 4.16万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

平成13年度は、ガス壊疽の起因菌、ウェルシュ菌の全ゲノム配列の決定および解析が終了し、その成果をPNASに報告した。3,031,430bpの染色体塩基配列が明らかとなり、染色体上には2,660の遺伝子が同定され、すべての遺伝子についてアノテーション作業を行い、それらの機能を分類した。約55%の遺伝子について機能が推測でき、残りについては機能未知の遺伝子として分類した。ウェルシュ菌はアミノ酸代謝系の遺伝子のほとんどが欠損し、外界からのアミノ酸獲得が不可欠なことが明かとなり、ウェルシュ菌の新たな病原遺伝子(少なくとも26種類)や従来より同定されている病原遺伝子によって宿主から栄養を取り込むことが病原性の本態であることが推察された。こうして明かとなった病原遺伝子の発現調節に関しては、二成分制御系、VirR/VirSシステムがグローバルな調節系として知られているが、本研究により新たな病原遺伝子制御機構が明かとなった。VirR/VirSシステムに調節される遺伝子、hyp7の解析を行なったところ、本遺伝子領域はα-毒素、κ-毒素遺伝子の発現を正に調節する二次的調節遺伝子であることが明かとなったが、その本体はhyp7遺伝子のコードするタンパクではなく、RNA(VR-RNA)そのものが毒素遺伝子の転写を調節することが明かとなった。ウェルシュ菌における転写調節RNAの報告は本研究が初めてであり、今後全ゲノムにおける同様の調節RNAの解析が期待される。また、本研究におけるウェルシュ菌ゲノムに存在する1uxS遺伝子の解析を通じて、1uxS遺伝子はウェルシュ菌からのオートインデューサー(AI-2)の産生に関与していることが明かとなった。1uxS遺伝子による細胞間情報伝達により、毒素遺伝子の1つであるθ-毒素遺伝子の転写が調節され、α-毒素、κ-毒素の産生も景響を受けていることが明かとなった。ウェルシュ菌の病原性発現に対して細胞間コミュニケーションが関与することが本研究ではじめて明かとなり、混合感染時における他の細菌とのコミュニケーションや本菌感染に対する治療法などの研究に非常に有用な知見が得られた。今後はウェルシュ菌ゲノム情報を利用したDNAチップの作製を行ない、本菌の病原性発現調節機構をよりグローバルに行なう予定である。

2001年，我们完成了气性坏疽病原产气荚膜梭菌全基因组序列的测定和分析，并向PNAS报告了结果。揭示了3,031,430bp的染色体碱基序列，鉴定了染色体上2,660个基因，对所有基因进行了注释并对其功能进行了分类。大约55%的基因的功能可以被推断，其余的被归类为功能未知的基因。研究表明，产气荚膜梭菌缺乏大部分与氨基酸代谢相关的基因，必须从外界获取氨基酸，由此推断其致病性的本质是从细菌中摄取营养物质。对于这样揭示的致病基因的表达调控，双组分调控系统VirR/VirS系统被称为全局调控系统，但这项研究揭示了一种新的致病基因控制机制。对VirR/VirS系统调控的基因hyp7的分析表明，该基因区域是正调控α-毒素和κ-毒素基因表达的二级调控基因，但已揭示其实际物质是。不是hyp7基因编码的蛋白质，而是调节毒素基因转录的RNA（VR-RNA）本身。这项研究首次报道了产气荚膜梭菌中的转录调控RNA，我们希望将来能够分析整个基因组中类似的调控RNA。此外，通过本研究对产气荚膜梭菌基因组中存在的1uxS基因的分析，发现1uxS基因参与产气荚膜梭菌自诱导剂（AI-2）的产生。研究表明，通过 1uxS 基因进行的细胞间通讯可调节毒素基因之一的 θ-毒素基因的转录，并且还影响 α-毒素和 κ-毒素的产生。这项研究首次揭示了产气荚膜梭菌致病性表达中涉及细胞间通讯，这一发现对于研究产气荚膜梭菌混合感染时与其他细菌的通讯以及产气荚膜梭菌感染的治疗方法极为有用。获得了。未来，我们计划利用产气荚膜梭菌基因组信息打造DNA芯片，在全球范围内研究该细菌的致病性表达调控机制。