2021 Fiscal Year Annual Research Report
Formation mechanism and eradication technology of energy-accumulaed persisters
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19K07565
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
常田 聡 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30281645)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | persister / エネルギー代謝 / ATP / 乳酸デヒドロゲナーゼ / SOS応答 / 抗菌薬抵抗性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、細菌感染症の慢性化や再発の原因の一つとして、非遺伝的に抗菌薬から生き残るpersisterという表現型が注目されている。persisterは薬剤耐性菌形成の温床になるため、persisterを効率よく根絶させることが重要な課題となっている。従来、persisterはエネルギー代謝が枯渇した状態にあることが一般的であるとされていたが、本研究室の先行研究により、乳酸デヒドロゲナーゼ遺伝子（ldhA）を過剰発現した大腸菌は、エネルギー代謝が増加することによって抗菌薬に対する抵抗性を高める新たなタイプのpersisterであることが示唆された。本研究ではエネルギー代謝を介したldhA発現によるpersister形成のメカニズムを明らかにすることを目的とした。
令和２年度の研究において、ldhAが発現するとrecA発現を活性化させることでDNA修復応答を誘導し生存に寄与すること、およびldhAの発現によってヒドロキシラジカル産生が抑制され結果的にDNA損傷が抑制されていることが推察された。これを受けて、令和３年度は、ldhA発現を起点としたSOS応答による遺伝子修復機構を介してpersisterが形成されるメカニズムを引き続き検証した。抗菌薬除去後の再増殖活性を調べるため、オフロキサシンで処理したldhA過剰発現株から形成させたコロニーのサイズを測定したところ、空ベクター株と比較してコロニーサイズの大きい集団が増加することが示された。これに対して、SOS応答阻害剤を添加して培養した場合は、ldhA発現によるコロニーサイズの増加が見られなくなったことから、ldhA発現によるSOS応答の活性化によって生き残った細菌の再増殖が促進されることが確認された。
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