単一の調節遺伝子は,細菌の宿主範囲を変更するのに十分です
Mark J Mandel1, Michael S Wollenberg, Eric V Stabb
1Department of Medical Microbiology and Immunology, University of Wisconsin School of Medicine and Public Health, 1550 Linden Drive, Madison, Wisconsin 53706, USA. mmandel@wisc.edu
Nature
|February 3, 2009
まとめ
単一の遺伝子であるRscSは,Vibrio fischeri細菌がイカをコロニー化することを可能にします. この調節遺伝子は,細菌の共生と宿主特異性の進化に不可欠なバイオフィルム形成を制御する.
科学分野:
- 微生物学 微生物学とは
- シンビオスのシンビオシス
- 進化生物学の進化生物学について
背景:
- 微生物の共生は動物の発達に不可欠ですが,宿主特異性のメカニズムは十分に理解されていません.
- バクテリアは,世代ごとに環境から特定の共生パートナーを獲得しなければなりません.
- 細菌の宿主特異性を支配する遺伝的要因を特定することは,重要な課題です.
研究 の 目的:
- Vibrio fischeri-Euprymna scolopes squidの共生における宿主特異性の遺伝的基礎を調査する.
- ビブリオ・フィッシェリによるイカの効率的な植民に責任のある特定の遺伝子を特定する.
- 細菌の宿主範囲の進化における規制遺伝子の役割を理解する.
主な方法:
- 比較ゲノミクスは,イカのシンビオンに存在するが,魚のシンビオンに存在しない遺伝子を識別する.
- 遺伝子機能をテストするために,遺伝子操作 (異質発現) を行う.
- 特定された遺伝子の進化史を追跡するための系統遺伝分析.
- バイオフィルム形成と植民を研究するための顕微鏡と分子技術.
主要な成果:
- 2つの成分のセンサキナーゼRscSは,Euprymna scolopes squid.のVibrio fischeriコロニー化に不可欠であり,十分である.
- RscSは,最初のイカのコロニー化に不可欠なバイオフィルム媒介体であるSypエクソポリサッカリドを誘導する.
- rscS遺伝子はイカの共生体には存在しますが,Vibrio fischeri MJ11のような魚の共生体には存在しません.
- 菌株MJ11におけるRscSの異質的発現は,天然のイカの共生動物に似たE. scolopesのコロニー化を可能にした.
- 系統遺伝学的分析は,rscSがイカの共生の進化に重要な役割を果たしたことを示しています.
結論:
- 単一の調節遺伝子であるRscSは,動物関連細菌の宿主範囲を決定することができます.
- RscSは,バイオフィルム形成を通じて宿主との相互作用のための既存の細菌の能力を活性化することによって,イカのコロニー化を促進します.
- この発見は,直接宿主と相互作用する効果因子ではなく,規制遺伝子が,細菌の宿主特異性の進化を駆動する方法を示しています.
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