Elucidation of the mechanism of action of plant-derived natural organic compounds in regulating bacterial biofilm formation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05360
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: OGASAWARA Hiroshi 信州大学, 学術研究院総合人間科学系, 准教授 (30535232)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Escherichia coli / Biofilm formation / CsgD / Organic compounds

Outline of Final Research Achievements

Bacterial species can find in both plants and animals form biofilms (BFs) that are necessary for adhesion to host surfaces and the formation of colonies response to the external environmental change. The environmental factors that influence BF formation remain almost unknown, especially under laboratory culture conditions, and only fragmentary knowledge exists. We have investigated BF formation in Escherichia coli and revealed that many species of transcription factors involved in regulating the expression of CsgD, a master regulator for BF formation. In this study, we aimed to elucidate the mechanism of action of plant-derived natural organic compounds, which have been reported to Inhibit the expression of the curli genes (csgDEFG and csgBAC).

Free Research Field

農学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでに多くの植物由来天然有機化合物が細菌のBF形成阻害剤として報告されているが、それら作用機序については多くが未解明のままである。これら薬剤は細菌のBF形成制御に関わる転写制御機構の何れかを阻害することが考えられたことから、本研究では、BF形成細菌に対するこれら植物由来天然有機化合物の作用機序の解明が主な目的である。これまでに利用されているBF阻害剤の多くは殺菌効果は高いが、人体安全性の低いものが多いのが現状である。多くの植物由来成分は生薬の有効成分として利用されており、安全性が高いものも多いため、その作用機序の解明はBFをターゲットとした薬剤開発の新たな指針を示す極めて重要な研究である。