腸管出血性大腸菌におけるタイプIII蛋白質分泌装置と鞭毛の共役発現制御機構

• Project/Area Number: 17790297
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Bacteriology (including Mycology)
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 伊豫田 淳 国立感染症研究所, 細菌第一部, 主任研究官 (70300928)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2005: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 腸管出血性大腸菌 / GrlR / GrlA / 鞭毛 / 遺伝子発現制御 / LEE / タイプIII / 蛋白質分泌装置 / べん毛 / 病原性 / O157

Research Abstract

昨年度の研究から、腸管出血性大腸菌(EHEC) O157が保有する病原性遺伝子群であるLEE (locus of enterocyte effacement)の正の発現制御因子であるGrlAは運動器官である鞭毛の発現抑制因子であることが明らかとなった。
GrlAの鞭毛レギュロンへの作用点を解析する目的で、鞭毛レギュロンの3つのクラス(クラス1-3)の代表的なオペロン(flhD,flgA,fliC)の転写調節領域とプロモーターを欠くlacZとの融合体をプラスミド上で構築し、その転写発現量をLacZの活性として測定した。その結果、GrlAは鞭毛マスターオペロンの転写抑制に作用していることが明らかとなった。この発現制御の生物学的意義を探るため、転写調節領域を除くflhDオペロン全体(flhDとflhCを含む)を発現可能な低コピープラスミドを構築し、野生型のEHEC O157株に導入した。この組換え体は鞭毛を構成的に発現するが、コントロールベクターで形質転換した野生株と比較すると、培養細胞(HeLa)への接着能が著しく低下し、LEEの機能発現に依存して起こるアクチン凝集塊も全く確認されなかった。したがって、GrlAによる鞭毛発現抑制は、EHECが細胞接着するために必須の遺伝子発現制御であると推定された。GrlAによるLEE遺伝子群の発現活性化はセントラルレギュレーターであるLerの発現上昇を介して起こるが、鞭毛レギュロンの抑制効果はler欠損株でも起こることから、この現象はLerに非依存的に起こるものと結論された。

Research Products

• [Journal Article] O Side Chain Deficiency Enhances Sensitivity of Escherichia coli to Shiga Toxin 2-Converting Bacteriophages. (2007)
  • Author(s): Iguchi, A., Iyoda S., Watanabe, H., Osawa, R.
  • Journal Title: Current Microbiology 54・1 Pages: 14-19
  • NAID: 120000946805
• [Journal Article] The GrlR-GrlA regulatory system coordinately controls the expression of flagellar and LEE-encoded type III protein secretion systems in enterohemorrhagic Escherichia coli. (2006)
  • Author(s): Iyoda S, Koizumi N, Satou H, Lu Y, Saitoh T, Ohnishi M, Watanabe H
  • Journal Title: Journal of Bacteriology 188・16 Pages: 5682-5692
• [Journal Article] A New Immunoglobulin-Binding Protein, EibG, Is Responsible for the Chain-Like Adhesion Phenotype of Locus of Enterocyte Effacement-Negative, Shiga Toxin-Producing Escherichia coli. (2006)
  • Author(s): Lu, Y., Iyoda, S., Satou, H., Satou, H., Itoh, K., Saitoh, T., Watanabe, H.
  • Journal Title: Infection and Immunity 74・10 Pages: 5747-5755
• [Journal Article] Detection and characterization of Shiga toxin-producing Escherichia coli in captive non-domestic mammals. (2006)
  • Author(s): Leotta G, Deza N, Origlia J, Toma C, Chinen I, Miliwebsky E, Iyoda S, Sosa-Estani S, Rivas M
  • Journal Title: Veterinary Microbiology 118・1-2 Pages: 151-157
• [Journal Article] Effectiveness of pulsed-field gel electrophoresis for the early detection of diffuse outbreaks due to Shiga toxin-producing Escherichia coli in Japan. (2006)
  • Author(s): Terajima J, Izumiya H, Iyoda S, Mitobe J, Miura M, Watanabe H
  • Journal Title: Foodborne Pathogens and Disease 3・1 Pages: 68-73
• [Journal Article] The long polar fimbriae genes identified in Shiga toxin-producing Escherichia coli are present in other diarrheagenic E.coli and in the standard E.coli collection of reference (ECOR) strains. (2006)
  • Author(s): Toma C, Higa N, Iyoda S, Rivas M, Iwanaga M.
  • Journal Title: Research in Microbiology 157・2 Pages: 153-161
• [Journal Article] ClpXP protease controls expression of the type III protein secretion system through regulation of RpoS and GrlR levels in enterohemorrhagic Escherichia coli. (2005)
  • Author(s): Iyoda S, Watanabe H.
  • Journal Title: Journal of Bacteriology 187・12 Pages: 4086-4094