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2017 年度 実施状況報告書

細菌から探る, コミュニケーションの地理的な系統と推移

研究課題

研究課題/領域番号 16K14795
研究機関筑波大学

研究代表者

豊福 雅典  筑波大学, 生命環境系, 助教 (30644827)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード細菌間情報伝達 / 環境応答
研究実績の概要

多くの細菌は言語の代わりに低分子化合物を用いてお互いにコミュニケーションをとって,集団の行動を統制している。このようなコミュニケーション能力が環境に応じてどのように変化するのかについては明らかになっていない。我々は,緑膿菌を用いた研究により,生息環境によって,細菌間コミュニケーション能が異なることがわかってきた。河川から外洋まで広範囲に渡って単離された緑膿菌を用いたところ,シグナル物質産生量,及びシグナル応答性が異なることが明らかとなった。特に,外洋から単離された株は,シグナル物質産生量,あるいはシグナル応答性が著しく低下していた。それぞれに関わる遺伝子の配列を調べたところ,変異が入っていることが明らかとなった。株によって変異の入り方も異なっており,異なる機構に変異が依存していることが示された。興味深いことに,単離株をある条件で培養すると,変異から復帰し,細菌間コミュニケーションを行えるようになる細胞が出現することが明らかとなった。これらの結果は,生育環境に応じて緑膿菌の細菌間コミュニケーションのON/OFFが遺伝子レベルで切り替えられることを示唆している。本成果は地理的な条件と細菌間コミュニケーション能力が異なることを示しており,環境に応じてコミュニケーションがどのように変遷したのかについての基礎的な知見が得られた。 メンブレンベシクル(MV)の細菌間コミュニケーションへの関与も明らかとなったため,各環境単離株のMV形成能とシグナル分子の伝達についても今後は解析していく。細菌間コミュニケーションの変異株は臨床現場でも頻繁に単離されており,その背後にあるメカニズムの解明にも繋がることが期待される。

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

緑膿菌の環境単離株を解析し,シグナル物質産生量,及びシグナル応答性が異なることが明らかとなった。さらに,それらに関わる遺伝子の配列を解析することで,変異の種類が明らかになった。これを詳細に解析することによって,変異のメカニズムを今後解明できることが期待される。

今後の研究の推進方策

シグナル物質産生量,及びシグナル応答性に関わる遺伝子に入っている変異の特徴が明らかになったので,その知見を基盤にして,変異が入るメカニズムについて,分子生物学的,及び生態的な解析を行っていく。さらに,シグナル分子の伝達性に着目した解析も行う。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 細菌が放出する膜小胞の新たな展開2018

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 56 ページ: 79-80

  • [雑誌論文] Prophage-triggered membrane vesicle formation through peptidoglycan damage in Bacillus subtilis2017

    • 著者名/発表者名
      M. Toyofuku, G. Carcamo-Oyarce, T. Yamamoto, F. Eisenstein, C. Hsiao, M. Kurosawa, K. Gademann, M. Pilhofer, N. Nomura, and L. Eberl
    • 雑誌名

      Nature communications

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00492-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] What will membrane vesicles (MVs) bring to bacterial communication?2017

    • 著者名/発表者名
      Masanori Toyofuku, Nobuhiko Nomura
    • 雑誌名

      Microbes and Environments

      巻: 32 ページ: 185-187

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME3203rh

  • [学会発表] メンブレンベシクルを介した細菌間コミュニケーション2018

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      日本細菌学会総会
  • [学会発表] 低分子化合物及び膜小胞を介した細菌間相互作用に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [学会発表] 細菌によるデジタルな情報伝達!?2017

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典,森永花菜,Leo Eberl ,野村暢彦
    • 学会等名
      日本生物工学会
  • [学会発表] Membrane vesicle formation through cell death2017

    • 著者名/発表者名
      Masanori Toyofuku, Nobuhiko Nomura, Leo Eberl
    • 学会等名
      FEMS Microbiology Congress 2017
  • [図書] 食と微生物の辞典2017

    • 著者名/発表者名
      豊福雅典 他199名
    • 総ページ数
      512
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-43121-6

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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