Roles of toxin-antitoxin systems in self-defense and in virulence expression

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K07555
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49050:Bacteriology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Tobe Toru 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70207596)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 遺伝子発現制御 / 病原性 / RNase / O157 / 活性酸素

Outline of Final Research Achievements

A novel swpAB Toxin-Antitoxin (TA) system was found in enterohemorrhagic E. coli through genome analysis. The swpA encodes Toxin which is homologous to RelE toxin, a ribosome-dependent RNase, and its forced expression actually suppressed bacterial growth. However, toxin activation by suppression of antitoxin gene expression had no effect on growth, but selectively suppressed gene expression, including virulence genes. The results also suggested that the swpAB TA system is activated under conditions that generate reactive oxygen species.

Free Research Field

細菌学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Toxin-Antitoxin systemsは細菌に広く多数見出されているが、ほとんどの場合その機能が不明である。今回の研究では、TA systemの機能は、菌の増殖抑制ではなく遺伝子の選択的な発現抑制であることを初めて明らかにした。その手法もantitoxin遺伝子の選択的な発現抑制による新規のもので今後の解析に大いに貢献するものである。また、増殖に影響せずに病原性を選択的に低下させるシステムを見出したことは、感染制御法の開発にも貢献するものである。