S. mutans 口腔バイオフィルム形成における新たな分子シャペロンの機能解明

变形链球菌口腔生物膜形成中新分子伴侣的功能阐明

• 批准号: 22K10270
• 负责人: 八十川 友紀
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Okayama University
• 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-22K10270/
• 关键词: Streptococcus mutans; バイオフィルム; シャペロンタンパク; プロテオーム

Streptococcus mutansは、高い耐酸性を有しているため、口腔内の低いpH環境の中でもバイオフィルムを形成し続けることが可能である。その耐酸性にはS. mutansの表層タンパクと低pHを感知するシグナル受容体が機能していると考えられている。特に耐酸性は、S. mutansのシグナル伝達システムの中でも重要な因子であると思われるが、その詳細については不明な点が多い。S. mutansの病原性はすでに表層タンパクであるグルカン合成酵素 (glucosyltransferase; GTF) およびグルカン結合タンパク (glucan-binding protein; Gbp)であることが知られている。本研究ではバイオフィルム形成におけるこれらの表層タンパクおよびシャペロンタンパクの発現について検討した。このうち、GbpAを欠失させた変異株を作製し、GTFをコードするgtf遺伝子の発現を調べたところ、gtfB遺伝子の発現が上昇することが明らかとなった。このことから、バイオフィルム形成量が増加し、バイオフィルムの構造においては、親株と比較して明らかに高さが上昇していた。さらに、耐酸性に関与するシャペロンタンパクDnaKおよびGroELをコードする遺伝子dnaKおよびgroELの発現も同様に上昇していた。これらのタンパクはストレス応答タンパクであることが報告されており、他のタンパクすなわちGbpAが欠失するという細菌にとってのダメージを修復するためにこれらのタンパクの発現が上昇し、結果としてgtfB遺伝子の発現に影響を与えたと考えられる。今後は、S. mutans のバイオフィルム形成に関わるストレス応答メカニズムおよびシグナル伝達システムにおける分子シャペロンタンパクの機能を解明する予定である。

变形链球菌具有较高的耐酸性，即使在口腔低pH环境下也能持续形成生物膜。变形链球菌的表面蛋白和感知低 pH 值的信号受体被认为是其耐酸性的原因。特别是，耐酸性似乎是变形链球菌信号转导系统的一个重要因素，但许多细节仍不清楚。已知变形链球菌的致病性在于表面蛋白葡聚糖合酶（葡糖基转移酶；GTF）和葡聚糖结合蛋白（Gbp）。在这项研究中，我们研究了生物膜形成过程中这些表面蛋白和伴侣蛋白的表达。当我们创建GbpA被删除的突变株并检查编码GTF的gtf基因的表达时，我们发现gtfB基因的表达增加。由此可见，生物膜形成量增加，生物膜结构高度较亲本菌株明显增加。此外，编码参与耐酸性的伴侣蛋白DnaK和GroEL的基因dnaK和groEL的表达也同样增加。据报道，这些蛋白是应激反应蛋白，这些蛋白的表达增加是为了修复由于其他蛋白GbpA的缺失而对细菌造成的损伤，从而导致gtfB基因的表达增加据认为，这影响了。未来，我们计划阐明应激反应机制以及分子伴侣蛋白在参与变形链球菌生物膜形成的信号转导系统中的功能。