| 研究課題/領域番号 |
16560681
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
加藤 紀弘 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (00261818)
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| 研究分担者 |
諸星 知広 宇都宮大学, 工学部, 助手 (90361360)
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| キーワード | クオーラムセンシング / 高分子ゲル / シクロデキストリン / シグナル物質 / 細胞間情報伝達 / グラム陰性細菌 / アシル化ホモセリンラクトン / 包接複合体 |
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| 研究概要 |
本研究ではグラム陰性細菌が生産する細胞間情報伝達物質をトラップする高分子ゲルシートの合成に成功した。グラム陰性細菌の細胞間情報伝達機構クオーラムセンシングでは、アシル化ホモセリンラクトンが菌種によらずシグナル物質として生産され、シグナル物質濃度の上昇を契機に宿主への感染、病原性因子の発現、バイオフィルム形成など多様な機能が制御されることが知られる。クオーラムセンシング支配下にある遺伝子の転写プロセスを細胞外部からリモートコントロールする新システムを本研究では提案した。クオーラムセンシングのシグナル物質アシル化ホモセリンラクトンと包接複合体を形成可能なシクロデキストリンを人工レセプターとしてヒドロゲルシートに固定化し、このシートを培養液に浸漬するだけで細胞外部から遺伝子転写プロセスを制御することに成功した。このゲルシートを液体培地に共存させながらグラム陰性細菌の一種であるセラチア菌を培養すると、アシル化ホモセリンラクトン支配下にある色素プロディジオシン生産が大幅に抑制されることを実証した。この抑制効果はゲルシートの化学構造に依存し、条件を選ぶことで通常の10分の1程度までプロディジオシン生産量を抑制可能であった。これらの実験結果は、細菌のクオーラムセンシングのシグナル物質が有効にゲルシートにトラップされていることを示唆している。更にアシル化ホモセリンラクトンをシグナルとするクオーラムセンシング機構を有することが知られている緑膿菌にも、セラチア菌と同様に今回合成したヒドロゲルシートが有効に働くことを実証した。緑膿菌培養液を連続的に流すバイオフィルム形成実験などから、クオーラムセンシング機構をより効果的に制御するヒドロゲルの構造を検討した。
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