2010 Fiscal Year Annual Research Report
緑膿菌の抗菌薬抵抗性獲得機構に関する遺伝子発現ネットワークの解明
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21590627
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
小野 恒子 徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (40035514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 洋一郎 徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (80136093)
村上 圭史 徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 助教 (10335804)
桑原 知巳 徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 准教授 (60263810)
吉永 哲哉 徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (40220694)
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| Keywords | 緑膿菌 / バイオフィルム / 抗菌薬抵抗性 / psl / c-di-GMP / RSCV / wspF |
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| Research Abstract |
緑膿菌の抗菌薬抵抗性に関与する遺伝子ネットワークを解明する目的で,c-di-GMPと菌体外多糖体合成オペロンpslとの関係およびrpoS,rpoNなどのσ因子遺伝子とPQS quorum sensing関連遺伝子の発現制御の相互関係について検討し,以下の成果を得た。
1.恒常的に細胞内c-di-GMPが高濃度に蓄積されるwspF変異株はカルバペネムに対する抵抗性が高く,wspF変異株にプラスミドによりwspFを相補した株およびc-di-GMP分解酵素遺伝子PA2133を導入した株はカルバペネム抵抗性が低下することからc-di-GMPが抗菌薬抵抗性に深く関与していることが明らかになり,この抵抗性がc-di-GMPにより発現調節されている菌体外多糖Pslによる可能性が推察されたため,wspF変異株にpsl欠失変異を導入した二重変異株を作製しその影響を調べた。その結果,wspFpsl二重変異株は親株に比べ抗菌薬抵抗性が100分の1以下に低下したことから,c-di-GMPを介して発現誘導されるPslが直接的な抗菌薬抵抗性因子であることが示唆された。
2.細菌は種々の環境要因に応答し多数の遺伝子発現を変化させることによってその環境に適応するシステムを有している。抗菌薬も環境ストレスの一つであると考えられることから,抗菌薬によるc-di-GMP蓄積の指標となる小さな皺状集落(rugose small coly variants:RSCVs)形成に及ぼす影響を検討した。その結果,クラリスロマイシンおよびトブラマイシンがRSCVsを誘導することが判明し,この現象はc-di-GMP分解酵素遺伝子を導入した株では誘起されないことから,抗菌薬はc-di-GMP合成を誘導しバイオフィルム形成へと向かうシグナルとして作用していることが推察された。
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