PJ-179:

Chromobactrium violaceumにおいてクオラムセンシングの閾値はどのように決まるのか？

多くの細菌は集団中において，シグナル物質を言葉として細胞外に生産し，周囲の細菌が特異的なレセプターを介してシグナル物質を受け取ることによりコミュニケーションをとることが明らかとなっている。細胞間コミュニケーションの一種であるクオラムセンシングは，細菌がシグナル物質を生産，感知，応答し集団行動を制御するシステムである。細菌は菌体密度の増加に伴い，シグナル物質の濃度が閾値に達すると，遺伝子発現，そして細菌の集団行動を一斉に変化させる。クオラムセンシングは様々な遺伝子を制御し，細菌の毒素生産や医療現場等で問題となるバイオフィルム形成にも関与する。この集団行動を制御する上で重要であるのが，シグナル物質の濃度をどのように感知するかである。最もよく知られているグラム陰性細菌のシグナル物質としてアシル化ホモセリンラクトン（AHL）があり，それは主に細胞内のレセプターに受け取られる。AHLは側鎖の炭素鎖が様々な長さで構成され，短鎖AHLは細胞内に自由に拡散し，レセプターと結合し受け取られることがわかっている。一方，長鎖AHLは細胞内に入りにくいと考えられ，どのように細菌が長鎖AHLに応答しているのかほとんどわかっていない。グラム陰性細菌であるChromobacterium violaceum ATCC 12472株は長鎖AHLに応答するが，解明されているレセプターは細胞内のレセプターCviRのみである。そこで，本研究ではATCC 12472株がどのような機構で長鎖AHLに応答するのか解析を行う事を目的とした。まず，トランスポゾンミュータントライブラリーのスクリーニングにより，AHL応答関連遺伝子を新たに同定した。その遺伝子を推定レセプター遺伝子として破壊株を作製すると，AHL応答性が低下し，特に低濃度AHL条件下での応答性が顕著に低下した。これらの結果より本研究で，C. violaceum ATCC 12472株において，CviR以外の重要なAHL応答関連因子として新たな推定レセプターの存在が明らかとなった。ATCC 12472株は，細胞内のレセプターCviRだけでなく細胞表層に局在すると推定されるレセプターを持つ事で，AHLの感度が大幅に上がり，クオラムセンシングの閾値を調節できると考えられる。

keywords:cell-cell communication,quorum sensing,acyl-homoserine lactone