ウェルシュ菌の細胞間シグナル伝達による芽胞形成調節と病原性発現機構の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17KK0176
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 大谷 郁 東海大学, 医学部, 准教授 (30377410)
• Project Period (FY): 2018 – 2021
• Keywords: ウェルシュ菌 / 遺伝子発現調節 / 調節RNA

Outline of Annual Research Achievements

ウェルシュ菌は芽胞形成嫌気性桿菌で多数の毒素や酵素を産生しその協調作用によってガス壊疽などの特徴ある病態を形成する。本菌はアミノ酸合成系をほとんど欠くため、感染時には毒素や酵素をを産生しヒトの組織を破壊し、効率よく栄養を獲得していくことは菌の生存にとって必須であるため、毒素産生調節は巧妙に行われていると考えられるが、未知の部分が多い。
本研究課題では未知の毒素産生調節因子の解析、特にRNA-seqにより同定された新規調節RNAとその周辺領域の遺伝子による毒素産生調節機構の解析を詳細に行なっている。この領域にはinter genic region（IGR）に存在するRNAとその上流に存在する機能未知のORF、下流には二成分制御系遺伝子が存在する。本年度はIGR領域のRNAの転写をriboprobeにより確認し、その発現パターンを確認した。またその上流に存在する遺伝子と調節 RNAが関連して毒素産生調節を行なっている可能性が過剰発現の実験により示唆されたことより、上流遺伝子をクローニングしてタンパクを精製し、ゲルシフト解析により結合する遺伝子プロモーター領域について解析を行なった。予測される結合配列についても現在解析中である。またこのRNA領域は下流に存在する二成分制御系によって転写レベルで調節を受けていることも明らかとなり、昨年度解析を行なった既知の2つの二成分制御系に加え、さらにもう１つの二成分制御系によって調節を受けていることが明らかとなった。現在、これら複数の二成分制御系や既知の調節RNAとの関係を含め、新規調節因子がどのようなネットワークを形成して毒素産生調節を行なっているか詳細に解析を行なっている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨年度から引き続き、変異株の再作製、再確認より始まった。再作製した株ということもあり、これまで得られていたデータの取り直しより始めたことも遅れの原因の１つである。様々な条件検討等にも時間を要し、また他業務にも予想以上の時間が必要となり思うように実験を進めることができなかった。

Strategy for Future Research Activity

今後は、主に変異株、相補株を用いて、新規調節因子と毒素産生の関係を明らかとしていく。この過程で必要であれば複数の遺伝子変異株等も作製を行なって解析を行う。また、明らかとなったこの調節因子領域の発現パターンをもとに、増殖環境中の因子と毒素遺伝子の発現パターンについても詳細に解析し、新規調節因子による毒素産生調節の仕組みを明らかとしていく。