モデル線虫を用いた昆虫病原性線虫の共生細菌が発揮する病原性の解析

利用模型线虫分析昆虫病原线虫共生菌的致病力

基本信息

批准号：
14J01687
负责人：
佐藤一輝
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Kagoshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、Caenorhabditis elegansを用いた遺伝学的スクリーニングによって単離したPhotorhabdus luminescensの病原性変異株のうち、plu3602遺伝子の変異株に着目して解析を行なった。plu3602はγ-Proteobacteriaに属する20種類以上の細菌でホモログが見つかっているが、その機能は知られていない。ただ、Plu3602のホモログタンパク質であるHI0817の構造解析では、(1)2つのドメインを持つタンパク質であること、(2)これらドメイン間で二量体(ダイマー)を形成すること、(3)ダイマーの表面は負に帯電していること、(4)多くの細菌間で保存性の高いアミノ酸領域が存在すること、が明らかになっていた。そこでPlu3602におけるアミノ酸の保存性について調べたところ、2つのドメインがダイマーを形成するインターフェイスに位置するアミノ酸残基や、モノマー表面に位置するアミノ酸残基が保存されていた。したがって、これらのアミノ酸はPlu3602においても構造的・機能的に必要不可欠な領域であることが示唆された。また興味深いことにP. luminescensを含めた多くの細菌でplu3602ホモログとXaa-Pro aminopeptidaseをコードするpepP遺伝子が隣接していた。このことから、2つの遺伝子間に何らかの相互作用があり、保存された機能を有していることが示唆された。実際に病原性細菌Pseudomonas aeruginosaではplu3602のホモログ遺伝子またはpepPに変異が導入されると、C. elegansに対する病原性が低下するという報告もある。plu3602遺伝子の病原性への関与を解析するため、プラスミドによる相補株の作出を試みた。しかし、plu3602変異株は導入したプラスミドが安定して保持されず、また他の手法による相補株作成もうまくいかなかったため、plu3602遺伝子を破壊することで機能解析を行う必要性が示唆された。今後さらに詳細な解析を進めることで、Plu3602の分子機能と病原性に寄与するメカニズムを明らかにできると考えている。

今年，我们利用秀丽隐杆线虫基因筛选分离出的发光杆菌致病突变株中，重点对plu3602基因突变株进行了分析。 plu3602的同系物已在20多种属于γ-变形菌门的细菌中发现，但其功能尚不清楚。然而，对 Plu3602 的同源蛋白 HI0817 的结构分析表明，（1）它是具有两个结构域的蛋白，（2）它在这些结构域之间形成二聚体，以及（3）它是具有两个结构域的蛋白。研究表明，表面带负电荷，并且（4）许多细菌中存在高度保守的氨基酸区域。当我们研究Plu3602中氨基酸的保守性时，我们发现位于两个结构域形成二聚体的界面处的氨基酸残基和位于单体表面的氨基酸残基是保守的。因此，表明这些氨基酸也是 Plu3602 中结构和功能上必需的区域。有趣的是，在许多细菌中，包括发光假单胞菌，发现 plu3602 同源物和编码 Xaa-Pro 氨肽酶的 pepP 基因彼此相邻。这表明这两个基因之间存在某种相互作用，并且它们具有保守的功能。事实上，据报道，在致病细菌铜绿假单胞菌中，当将突变引入plu3602同源基因或pepP时，对秀丽隐杆线虫的致病性降低。为了分析 plu3602 基因在致病性中的参与，我们尝试使用质粒创建互补菌株。然而，引入的质粒并没有稳定地保留在plu3602突变菌株中，并且使用其他方法创建互补菌株也失败，这表明需要通过破坏plu3602基因来进行功能分析。我们相信，通过未来进行更详细的分析，我们将能够阐明Plu3602的分子功能及其致病机制。

项目成果

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昆虫病原性線虫とその共生細菌が有する病原性と共生のメカニズム

昆虫病原线虫及其共生菌的致病性和共生机制

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
中部大学生物機能開発研究所紀要
影响因子：
0
作者：
Yamada;K.;Yatabe-Kakugawa;Y.;Hori;K. and N. Murakami;高橋　昂輝;高橋昂輝;高橋昂輝;吉村彩・堀清鷹・村上哲明・佐藤博俊;堀清鷹・奥山雄大・海老原淳・綿野泰行・村上哲明;佐藤一輝，吉賀豊司，長谷川浩一
通讯作者：
佐藤一輝，吉賀豊司，長谷川浩一

C. elegans体内に形成された結晶様物質の特性解析

秀丽隐杆线虫中形成的晶体状物质的表征