大腸菌の酸耐性発現誘導メカニズムの解明による次世代型感染防除法の構築

通过阐明大肠杆菌耐酸性表达的诱导机制构建下一代感染控制方法

• 批准号: 22KJ0376
• 负责人: 神田 健
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0376/
• 关键词: 大腸菌; 酸応答; 遺伝子発現; 転写後調節; RNA; RNase

2022年度は、大腸菌tnaA mRNAの分解が酸性条件下で促進される分子メカニズムの解明を目指し、「①pH依存的な分解に関与する制御領域の解析」および「②補助因子の探索」を行った。①「pH依存的な分解に関与する制御領域の解析」についてtnaA遺伝子が構成するオペロン構造（tnaC-tnaA-tnaB）に着目し、制御領域を解析した。まず、オペロン全体をアラビノース誘導性プロモーター（PBAD）に接続したプラスミドpBAD-tnaCABを構築し、大腸菌tnaオペロン破壊株におけるRNA発現レベルを解析した。その結果、弱酸性条件（pH 5.5）におけるtnaA mRNAレベルは、pH 8.0における値の1/10程度に減少していた。PBADの転写活性はpH 8.0と5.5で変化しないことから、このRNAレベルの差は分解による影響であることが示唆され、本プラスミドを用いた実験系が正しく機能していることが確かめられた。そこで、pBAD-tnaCABにおいてtnaCまたはtnaB領域を欠損させた変異型プラスミドを構築し、同様の条件でtnaA mRNAレベルを評価した。その結果、両変異型プラスミドにおいて、pH 8.0と5.5におけるRNAレベルに差は見られなかった。この結果から、pH依存的なtnaA mRNAの分解には、tnaCおよびtnaB領域の両方が関与する可能性が考えられた。②「pH依存的な分解に関与する補助因子の探索」についてtnaオペロンRNAを切断することが報告されているRNase III、および停滞したリボソームを認識してRNAを切断するSmrBをコードする遺伝子に欠損変異を導入し、tnaA mRNA分解に対する影響を評価した。その結果、いずれの欠損変異株でもtnaA mRNAの分解レベルは野生株と変わらず、これらの因子はpH依存的分解には関与しないと考えられた。

2022年度，我们以阐明酸性条件下促进大肠杆菌tnaA mRNA降解的分子机制为目标，进行了“(1)与pH依赖性降解有关的调节区域的分析”和“(2)寻找辅因子。” ①“参与pH依赖性降解的调节区域的分析”我们着眼于由tnaA基因组成的操纵子结构（tnaC-tnaA-tnaB），并对调节区域进行了分析。首先，我们构建了质粒pBAD-tnaCAB，其中整个操纵子连接到阿拉伯糖诱导型启动子（PBAD），并分析了大肠杆菌tna操纵子破坏菌株中的RNA表达水平。结果，微酸性条件(pH 5.5)下的tnaA mRNA水平降低至pH 8.0下的值的约1/10。 PBAD 的转录活性在 pH 8.0 和 5.5 之间没有变化，表明 RNA 水平的这种差异是由于降解造成的，证实使用该质粒的实验系统功能正常。因此，我们构建了从pBAD-tnaCAB中删除了tnaC或tnaB区域的突变质粒，并在相同条件下评估了tnaA mRNA水平。结果，在pH 8.0和pH 5.5下，两种突变质粒中的RNA水平没有观察到差异。这一结果表明 tnaC 和 tnaB 区域可能参与 pH 依赖性 tnaA mRNA 降解。 ② 关于“寻找参与pH依赖性降解的辅因子” 编码RNase III（据报道可切割tna操纵子RNA）和SmrB（识别停滞核糖体并切割RNA）的基因缺陷我们引入了突变并评估了它们对tnaA的影响。 mRNA 降解。结果，所有缺失突变株中 tnaA mRNA 的降解水平与野生型相同，表明这些因素不参与 pH 依赖性降解。

项目成果

大腸菌酸耐性を誘導するpH依存的なtnaA mRNA分解機構の解析

诱导大肠杆菌耐酸性的 pH 依赖性 tnaA mRNA 降解机制分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 神田健;岩井伯隆;宮腰昌利;和地正明
• 通讯作者: 和地正明