レジオネラが宿主細胞内で糖の代謝を開始する機序の研究

军团菌在宿主细胞内启动糖代谢的机制研究

• 批准号: 25460537
• 负责人: 吉田 真一
• 金额: $ 3.24万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-25460537/
• 关键词: レジオネラ; グルコース代謝; 細胞内寄生; rpoS遺伝子; 糖代謝; Entner-Doudoroff経路; diauxie; rpoS

申請者らは以前、Legionella pneumophila が in vitro で増殖する際には糖の利用を必要としないが、細胞内寄生する際には、Entner-Doudoroff経路による糖代謝を必要とすることを見出した。そこで本研究では、なぜ、細胞内増殖では糖代謝を必要とし、どのような機序で糖代謝開始への転換を可能にしているのかを解明する目的で実験を始めた。細胞内での本菌の振る舞いを解析する前に、L. pneumophila（WT）が in vitroでの培養において、静止期に移行する直前から遅静止期までグルコースを消費することを見出した。この現象が静止期で観察されることから、rpoS遺伝子に注目し、 rpoS遺伝子を欠損した株（rpoS-KO）での in vitro でのグルコースの消費を測定した。その結果、培養開始から18時間後にはグルコース消費が停止し、WTと比べ最終的なグルコース消費量も有意に少なかった。このことから、rpoSの欠損によりグルコース消費が抑制される事が示された。これは rpoS遺伝子が細胞内増殖におけるエネルギー源のスイッチングに関与する可能性を示した。マウスのマクロファージ内でrpoS-KOはWTと同程度の増殖を示したが、ヒメネス染色により細胞内の菌を観察したところ、WTでは菌が細胞外に放出されている様子が多く観察されたが、rpoS-KOは菌が細胞内に留まっているものが多かった。これはrpoSを欠損した事でtransmissive formへと分化出来ず、細胞外へ移行できなかったと推察された。。

申请人先前发现，尽管肺炎军团肺炎在体外生长时不需要糖的利用，但是当细胞内寄生时，它需要通过entner-doudoroff途径进行糖代谢。因此，在这项研究中，我们开始了一个实验，以阐明为什么细胞内增殖需要葡萄糖代谢以及哪种机制允许启动葡萄糖代谢。在分析细菌在细胞中的行为之前，发现肺炎乳杆菌（wt）从过渡到静态阶段的时刻从葡萄糖中消耗葡萄糖，直到体外培养的晚期固定期。由于在静止阶段观察到了这种现象，因此我们专注于RPOS基因，并测量了RPOS基因（RPOS-KO）缺乏菌株的体外葡萄糖消耗。结果，葡萄糖消耗在培养开始后的18小时停止，最终的葡萄糖消耗也明显低于WT。这表明由于RPO的缺乏，葡萄糖消耗被抑制。这表明RPOS基因可能参与细胞内增殖中的能源。 RPOS-KO在小鼠中的生长与WT相似，但是当我们使用Jimenez染色观察细胞中细菌时，我们观察到，在WT中，许多细菌在细胞外释放，而在RPOS-KO中，细菌仍留在细胞中。据推测，RPOS缺乏，并且细胞无法区分透射形式，也无法迁移到细胞外区域。 。

项目成果

戸田新細菌学

户田新细菌学

• 作者: 木村大輔;都田真奈;木村一美;田村隆彦;本間季里;由井克之;吉田眞一
• 通讯作者: 吉田眞一