Cell-to-cell communication in thermophilic filamentous bacteria

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06338
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45040:Ecology and environment-related
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: HARUTA Shin 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (50359642)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 好熱性細菌 / 細胞間コミュニケーション / シグナル伝達 / 滑走運動

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to identify cell-to-cell communication signaling molecules in a deeply branching gliding bacterium, Chloroflexus aggregans, widely distributed in terrestrial thermal environments, and to elucidate the mechanisms of action of the signaling molecule. We applied liquid chromatography to extract extracellular signaling molecules that promote the gliding motility of C. aggregans. Spectroscopic analyses revealed that the signal molecule was low molecular weight hydrocarbons containing phosphate groups and was different from known bacterial intercellular signal molecules. Transcriptional changes in C. aggregans by the signal molecule were examined, and no significant changes in the transcript levels of known chemotaxis-related genes were detected, suggesting a novel signaling response mechanism.

Free Research Field

微生物生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で対象としたChloroflexus aggregansは進化的に古い系統に属していることから、本菌で得られた知見は細胞間コミュニケーションの起源を探ることに貢献する。また、本菌は数百の桿状細胞が一列につながった糸状体を形成しており、細胞間コミュニケーションは個々の細胞が連携して糸状体の運動性を決定するのにも重要であると考えられる。本菌の細胞間シグナル伝達・応答機構に関する研究成果は、生物の多細胞化の理解にもつながる。
本菌で見出した細胞間シグナル分子による代謝制御は、好熱菌に広く適用できることが期待され、産業応用上有用な好熱菌の機能開発・高度利用にも活用できる。