| 研究課題/領域番号 |
15K18782
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
渡邉 健太 山口大学, 共同獣医学部, 助教 (20582208)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | レジオネラ / ゾウリムシ / 共生 / ホロスポラ |
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| 研究実績の概要 |
環境中に存在する病原性細菌の中には、原生生物との共生関係を成立させ、その細胞内で生存しているものが存在する。この環境中での共生という現象が、ヒトでの病原性としての細胞内寄生能とどのような関係性があるのか、あるいは細胞内寄生能の獲得に関与しているのかを明らかにすることが本研究の目的である。そこで、一般的な環境細菌であり、かつヒトに病原性を示す細胞内寄生菌でもあるレジオネラと、その環境中での宿主候補としてのゾウリムシを用いた共生モデルを確立させ、これを用いた詳細な解析を行った。
宿主となるゾウリムシは、山口大学のナショナルバイオリソースプロジェクトから取得し、レジオネラについては、山口県内の環境中から複数株を分離することに成功した。それら野外分離株の全株において次世代シーケンサーによるゲノム解析を実施し、得られたドラフトゲノム情報を公表した。
これら取得したゾウリムシとレジオネラの複数の株を用いた感染実験を行った。結果、多くのレジオネラ株がゾウリムシ内での消化を免れ、長く細胞内に留まることが示され、ゾウリムシでの共生が成立することがわかった。しかし、環境中から分離した一部の野外株の中には、ゾウリムシに対して細胞毒性を示し、共生が成立しない株も存在することが明らかになった。そこで、こうした細胞毒性が起こるメカニズムを解明するため、トランスポゾンのランダム挿入による変異株を作製し、ゾウリムシへの細胞毒性に関連する遺伝子の同定を試みた。結果、作製した240の変異株のうち、4株で細胞毒性の消失が認められ、特定の遺伝子がゾウリムシへの毒性の原因となっており、共生の成立・不成立のスイッチングを行っていることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究の根幹となる「ゾウリムシとレジオネラの共生モデル」の確立に成功し、これを用いた解析が進んでいる。また、環境中から分離したレジオネラの中から、ゾウリムシとの共生が成立しない特徴的な株が得られ、これを親株とした変異株の作製が行われた。この変異株を用いた解析により、ゾウリムシでの共生に関与する因子が同定された。こうしたゾウリムシを用いた感染実験や、レジオネラの変異株作製といった技術的な面ではこれまでに何ら問題はなく、次年度以降の研究の発展が期待できる。
また、ゾウリムシの核内共生細菌であるホロスポラとレジオネラのゲノム解析から、これら二つの菌の間で水平伝搬された可能性がある遺伝子の探索も行われ、その候補となる遺伝子のリストアップ、並びにレジオネラでの変異株作製も当初の計画通りに行われている。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度に作製した変異株の性状解析が中心となる。ゾウリムシと共生するレジオネラ、共生しないレジオネラ、共生しないレジオネラから作製した変異株（再び共生する）の性状や病原性を比較検討する。ゾウリムシを用いた解析では、細胞内で菌が存在する食胞の性状を解析する予定であり、食胞膜蛋白の局在や食胞内の化学的性状を明らかにすることで、共生時に特徴的な現象を見つける。ゾウリムシで用いることができる抗体や各種試薬は入手可能である。また、ヒト由来のマクロファージ細胞を用いた解析では、細胞内増殖能や細胞毒性を評価することで、ヒトでの病原性を評価する。同様に、レジオネラ肺炎のモデルマウスを用いた実験も行い、実際のヒトへの感染リスクや病原性と、原生生物での共生能との間にどのような関連性があるのかを解明する予定である。
ホロスポラとの水平伝搬候補遺伝子についても変異株を作製し、それらがゾウリムシでの共生にどのような変化・影響を与えるのかを解析する。
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