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緊縮応答は栄養枯渇に対する細菌の応答であり、細胞内に蓄積したアラモン（p）ppGppが転写等を調節し、種々の遺伝子発現を調節することにより適応する機構である。本研究では百日咳菌病原因子の発現が緊縮応答により制御されている可能性を検討している。これまで緊縮応答のモジュレーターである(p)ppGpp合成酵素欠損株を用いた検討と、百日咳菌の主たる炭素源であるグルタミン酸およびカザミノ酸濃度を低下させて培養し、(p)ppGppを定量した結果から緊縮応答により線毛およびⅢ型分泌系が転写レベルで制御されることを明らかにした。
一方、前年度までにグルタミン酸枯渇環境下のタンパク質発現を検討する目的でプロテーム解析を行ったが、発現に変化がみられたタンパク質中にストレスタンパク質およびグルタミン酸利用タンパク質が含まれていたものの病原因子は検出されなかった。そこで本年度は、バイオフィルム形成と緊縮応答との関連について検討を行った。
百日咳菌のバイオフィルム中細胞外マトリックスに対する抗体が患者血清中に存在することが報告されている。これまで当研究室では(p)ppGpp欠損株では固体表面に形成するバイオフィルム量が顕著に低下することを明らかにしており、固層バイオフィルムの形成には(p)ppGppが必須であると考えられる。緊縮応答によるⅢ型分泌装置の発現亢進がバイオフィルム形成亢進に関与している可能性を検討する目的で分泌装置の機能発現に必須であるATPaseをコードするbscN遺伝子を欠損させたところバイオフィルム形成能は消失した。以上の結果よりⅢ型分泌装置介在のバイオフィルム形成制御は(p)ppGppにより調節されているものと推定された。
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