細胞表層構造のゆらぎから紐解くリステリアのバイオフィルム形成の分子基盤の解明

从细胞表面结构的波动阐明李斯特菌生物膜形成的分子基础

• 批准号: 22K02152
• 负责人: 山本 詩織
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute of Health Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K02152/
• 关键词: Listeria monocytogenes; バイオフィルム; 環境適応; 細胞表面特性

バイオフィルム形成は微生物の環境への集団適応の一つであり、一度形成すると完全除去は難しく、その形成制御が必要である。食品衛生分野では、食品製造環境等におけるListeria monocytogenesのバイオフィルム形成による食品汚染を介したヒト健康被害が問題とされており、本菌の環境適応に係る分子基盤の解明が求められている。本研究では、L. monocytogenesの環境適応能力に係るゆらぎを明確化すべく、その一因子とされる細胞表面特性の変化を標的としたバイオフィルム形成への影響を明らかにすると共に、その制御を目指す。本研究は、L. monocytogenesのバイオフィルム形成には菌株特異的形質が関与していることから、その一因子である細胞表層構造、特にタイコ酸構造と当該形成能の関係性を一貫的に解析し、これに影響する環境的・科学的因子の特定並びにその挙動・効果を検証する予定である。本年度は、細胞表面特性に伴う物理化学的性質とバイオフィルム形成能との相関性を明らかにするため、細部表層構造の壁タイコ酸組成と繰り返し構造が大きく異なる血清型1/2a及び4bのL. monocytogenes菌株を用いてクリスタルバイオレット染色法によるバイオフィルムの定量を行うと共に、シトクロムc結合アッセイによる細胞表面電荷、及びMicrobiol adhesion to solvents（MATS法）による表面疎水性を測定し、比較検討した。その結果、1/2a株に対して4b株のバイオフィルム形成能は低い傾向が認められた一方で、細胞表面電荷及び表面疎水性については血清型間での有意な差異は認められなかった。以上より、細胞表面電荷及び表面疎水性は血清型に非依存的であると共に、他の細胞表面特性がバイオフィルム形成能に影響を及ぼしている可能性が示唆された。

生物膜的形成是微生物对环境的种群适应之一，一旦形成，就很难完全去除，并且必须控制其形成。在食品卫生领域，由食物制造环境中的李斯特菌单核细胞增生物的生物膜造成的食物污染造成的人类健康损害被认为是一个问题，有必要阐明适应该细菌环境的分子基础。在这项研究中，为了阐明单核细胞增生李斯特菌的环境适应能力的波动，我们旨在阐明对生物膜形成的影响，靶向细胞表面特性变化的影响，这被认为是一个因素，并控制了它。这项研究将始终分析细胞表面结构之间的关系，尤其是Tychoic Acid结构，这是一个因素及其形成能力，并确定影响它的环境和科学因素及其行为和有效性。在今年，为了阐明与细胞表面特性和生物膜形成能力相关的物理化学特性之间的相关性，使用血清型1/2a和4B的单核细胞增生菌株对生物膜进行定量，这些菌株和4B菌株通过壁酸的表面结构和重复的表面结构结构，这些结构与细胞的结构显着不同测量并比较对溶剂（MATS）的微生物粘附。结果，与1/2a菌株相比，4b菌株的生物膜形成能力的趋势较低，但在细胞表面电荷和表面疏水性中，血清型之间没有显着差异。从上面，建议细胞表面电荷和表面疏水性不是血清型独立的，并且其他细胞表面特性可能会影响生物膜的形成能力。

项目成果

Association between the physiological heterogeneity and surface properties of biofilm-forming Listeria monocytogenes

生物膜形成单核细胞增生李斯特氏菌的生理异质性与表面特性之间的关联

• 发表时间: 2022
• 作者: Yamamoto S.;Hasegawa M.;Iwabuchi E.;and Asakura H.
• 通讯作者: and Asakura H.