2017 Fiscal Year Research-status Report

植物保護細菌の抗菌物質生産を制御する複雑な細胞間コミュニケーション機構の解明

Research Project

Project/Area Number	16K07656
Research Institution	Utsunomiya University
Principal Investigator	諸星知広宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90361360)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	クオラムセンシング / アシル化ホモセリンラクトン / フェナジン / 抗菌物質
Outline of Annual Research Achievements	本研究で使用したPseudomonas chlororaphis subsp. aurantiaca StFRB508株は、複数のアシル化ホモセリンラクトン（AHL）を介した細胞間情報伝達機構Quorum Sensingにより、抗菌物質フェナジン-1-カルボン酸（PCA）の生産を制御している。本年度は、StFRB508株が生産する個別のAHLを介したPCA生産制御について、詳細な解析を行うことを目的とした。昨年実施した次世代シークエンサー解析から、StFRB508株ゲノムにはQuorum Sensing制御系が3組（phzI/phzR, aurI/aurR, csaI/csaR）存在することが明らかになった。これらの遺伝子を全ての組み合わせで破壊した多重破壊株を作成し、生産するAHLの構造をLC-MS/MSにより解析したところ、AurIとCsaIはC6-HSLと3-oxo-C6-HSLを、PhzIは主に3-hydroxy-C6-HSLを生産することが明らかになった。また、AHL合成遺伝子の3重破壊株に外部からAHLを添加してフェナジン生産の応答を調べたところ、C6-HSLと3-oxo-C6-HSLはわずかにフェナジン生産を誘導するが、3-hydroxy-C6-HSLはより低濃度でフェナジン生産を誘導することが明らかになった。さらに、AHLレセプター遺伝子phzR、aurR、csaRを全ての組み合わせで破壊したところ、phzRの破壊のみでフェナジン生産が消失したことから、PhzRがフェナジン生産の調節因子であることが明らかとなった。以上より、StFRB508株では、PhzI、AurI、CsaIが生産するAHLにPhzRレセプターが応答し、フェナジン生合成遺伝子の発現を活性化する多重制御機構が存在することが明らかとなった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 年度計画書に記載した平成29年度の実験計画に従って順調に進行している。
Strategy for Future Research Activity	年度計画に従い、StFRB508株のクオラムセンシング制御機構について、作製した多重破壊株を用いたRNA-Seqまたはマイクロアレイ解析により遺伝子発現に関する詳細な解析を行う。
Causes of Carryover	（理由）ほぼ計画通りに経費の執行を終えたが、わずかな端数が残ってしまった。（使用計画）残額は非常にわずかであるため、平成30年度予算額と合わせて計画的に執行を行うことで、問題なく研究計画が進行できるものと考えている。