2018 Fiscal Year Annual Research Report

Functional analysis of the Bordetella secreted regulator BspR

Research Project

Project/Area Number	16K08786
Research Institution	Kitasato University
Principal Investigator	阿部章夫北里大学, 感染制御科学府, 教授 (50184205)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	ボルデテラ属細菌 / 百日咳菌 / 気管支敗血症菌 / III型分泌装置 / エフェクター / BspR / Bcr4
Outline of Annual Research Achievements	百日咳菌ならびに気管支敗血症菌は，III型分泌装置を介してエフェクターとよばれる病原因子を宿主細胞内に注入することで気道での長期定着を確立している。これまでの研究にて，BspRはIII型分泌装置を介して宿主細胞の核に移行すること，その一方で，菌体内においては負の制御因子として機能することを見出してきた。本研究の目的は，BspRのエフェクターならびに制御因子としての二面性を詳細に解析することで，ボルデテラ属細菌の感染制御機構を明らかにしようとするものである。 BspRの機能を解析するためには，BspR欠損株にプラスミドにコードされるBspR (様々な変異をもつ)で相補して機能解析するのが一般的である。しかし，菌体内でマルチコピーで発現したBspRは，III型分泌装置の機能を強く抑制することを見い出した。一方，III型分泌装置の構成に関わるタンパク質をコードするbsc遺伝子座には機能未知タンパク質であるBcr4がコードされているがこの遺伝子の欠損では，III型分泌タンパク質の菌体外分泌が認められず，また，菌体内でのIII型分泌タンパク質の産生量も低下していた。興味深いことに，ΔBcr4ΔBspRの二重欠損株は，ΔBcr4と同様にIII型分泌タンパク質の分泌が阻害されるが，III型分泌タンパク質の産生量はΔBspRと同程度であった。以上の結果，III型分泌装置の機能が阻害されると，BspRによる負の制御がより強く働くことを明らかにした。また，Bcr4は，III型分泌装置の構成タンパク質のシャペロンとして機能することがプルダウンアッセイにて示唆された。今後は，BspRならびにBcr4によるIII型分泌装置の制御機構を解析することで，エフェクター輸送のメカニズムをより詳細に調べることを計画している。