低菌密度時にのみ産生される細菌二次代謝産物の生物学的重要性に迫る

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K21286
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 甲斐 建次 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (40508404)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡澤 敦司 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (10294042) ; 谷 修治 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (80405357)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: 低菌密度 / クオラムセンシング

Outline of Annual Research Achievements

低菌密度時とは、「異種微生物との戦い」において極めて不利な状況である。このような時に産生・分泌する物質には、重要な生物学的機能があるはずである。グラム陰性細菌は、菌密度の増加に伴って遺伝子発現を制御するクオラムセンシング（QS）機構を有する。本研究では、QS欠損株を用いて疑似的に低菌密度状態を作り出し、その時に産生される二次代謝産物とそれらの生物学的機能を解明する。すなわち、低菌密度における異種微生物間の化学的攻防を世界で初めて明らかにする。
青枯病菌のQS欠損株において顕著に蓄積し、しかも真菌類に対して二次代謝産生抑制効果を示す物質の解明を進めた。そのような作用を示す物質は2種類存在し、いずれも既知化合物とされていたが、実際の化学的な証明は曖昧で確証を得られなかった。そこでこれらの化合物を完全に単離し、NMRを用いて構造の検証を進めた。1つ目の化合物については、複数報告されていた化合物の１つと完全に一致した。2つ目についてはもう少し検証する必要がある。１つ目の化合物を、QS欠損株の培養上精から数工程で収率良く回収・精製する方法を確立し、生物活性試験に至るまでの経路を確立することができた。推定生合成遺伝子を発見し、それらの欠損株の作製を進めた。詳しい解析結果は現在進行中である。また、これらの化合物の機能についてより詳細に解析するために、欠損株と野生株のRNA-Seqによる比較を行った。