Role of fatty acid metabolism in Salmonella pathogenesis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K07030
• 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: Kitasato University
• Principal Investigator: Miki Tsuyoshi 北里大学, 薬学部, 講師 (40398582)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 脂肪酸 / サルモネラ / 腸管内定着 / 鞭毛運動 / フラジェリン

Outline of Final Research Achievements

Long-chain-fatty-acid (LCFA) metabolism is a fundamental cellular process in bacteria that is involved in lipid homeostasis, energy production, and infection. However, the role of LCFA metabolism in Salmonella enterica serovar Typhimurium (STm) gut infection remains unclear. Here, using a murine gastroenteritis infection model, we demonstrate involvement of LCFA metabolism in STm gut colonization. The LCFA metabolism-associated transcriptional regulator FadR contributes to STm gut colonization. Colonization defects in the fadR mutant are attributable to altered swimming behavior characterized by less frequently smooth swimming, resulting from reduced expression of the phase 2 flagellin FljB. Notably, changes in lipid LCFA composition by fadR deletion lead to reduced expression of fljB, which is restored by exogenous LCFA. Our findings improve the understanding of the effect of luminal LCFA on the virulence of enteric pathogens.

Free Research Field

細菌学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、腸管内脂肪酸に着目し、腸管病原菌サルモネラの病原性発現に関わる新たな腸管内定着メカニズムを明らかにした。脂質に富む食事は、常在する腸内細菌に対する影響のみならず、病原菌に対しても直接的に働き、感染性に影響することが明らかになった。また、本研究において、マウスを用いたin vivo実験の成果はヒトでの影響を考えた時に大変有用な情報であり、予防・治療法開発に直結するものである。また、本研究で着目した脂肪酸の新たな役割の発見は、欧米化した現代の食と腸管病原菌感染の理解を促し、予防・治療ターゲットとなる可能性を示し、今後の解析や開発に大きく期待させるものである。