2019 Fiscal Year Research-status Report
宿主内で活性化する細菌遺伝子発現制御系と食細胞を介する感染調節
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17K07331
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| Research Institution | Sapporo Medical University |
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Principal Investigator |
白土 明子 札幌医科大学, 医療人育成センター, 教授 (90303297)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 自然免疫 / 感染症 / 細菌宿主共存 / 二成分制御系 / 大腸菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌が宿主内に侵入すると，宿主の体液成分や細胞に遭遇する。細菌はこれらを自身の受容体を使って認識し，宿主免疫に抵抗する物質や毒性物質の産生を調節する。本研究は，大腸菌をモデル細菌として，転写する遺伝子を規定するRNA合成酵素のシグマサブユニットと，大腸菌の情報経路である二成分制御系による，細菌の感染調節の仕組みを明らかにすることを目的として進行している。
本年度は，これまでの成果に基づき，宿主体液により活性化して宿主への毒性の抑制作用を持つ，二成分制御系のEnvZ-OmpRについて，この経路で発現調節される膜タンパク質のOmpCにより発現変動する毒性物質の同定と，その機能を明らかにすることを目的とした。
昨年度に確立した方法により，親菌株とompC遺伝子欠損菌株の抽出液を各種クロマトグラフィーにより分離して，毒性を示す画分に含まれるタンパク質を網羅的に調べた。このようにして得られたOmpC欠損時に存在レベルの多いタンパク質群について，データベースも利用して候補遺伝子群を選んだ。そして，これらをコードする遺伝子および遺伝子産物の働きを，宿主への毒性を指標として調べたところ，複数の遺伝子が見つかった。つづいて，当該遺伝子の発現をmRNAおよびタンパク質の両者について調べると，ompC欠損時に存在レベルが高いとわかった。これらのことから，大腸菌にはEnvZ-OmpRを介して毒性因子の存在レベルを低下させる仕組みがあることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
３年度目は，これまでの成果に基づき，EnvZ-OmpRに制御されるOmpCタンパク質により抑制されている毒性物質の同定を目指した。遺伝子スクリーニングにより候補となる２つの遺伝子が得られ，少なくともその１つは宿主への毒性を発揮することがわかった。毒性の発揮機構の詳細は今後の課題であるが，本研究の目的である，宿主感知により発現変化して毒性を抑制する因子と，この機構で抑制される毒性因子がわかったことから，順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，これまでの成果に基づき，同定された毒性物質の産生機構，毒性の発揮の仕組みを解析する必要がある。そのために培養細胞を用いた細胞毒性やその様式を調べる。また，実験動物に当該物質を投与して，組織傷害を組織化学的に調べるとともに，各臓器の機能への影響を調べる実験が求められる。一方で，EnvZ-OmpR経路のリガンドとなる体液因子を同定することも重要な課題である。血清から各種のクロマトグラフィーやMS解析を駆使して，リガンド活性を有する物質の同定が今後の課題となる。
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| Causes of Carryover |
研究成果を発表するために，追加の実験が必要となった。次年度実施予定の遺伝子発現解析実験の試薬類と小器具類，令和２年度後期の打合せに関する旅費に使用する予定である。
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