FliOは,進化的に保存されているが,細菌のフラゲラ型III分泌システムの多様化された核成分である
Ekaterina P Andrianova1, Amanda L Dobbins2, Marc Erhardt3,4
1Department of Microbiology and Translational Data Analytics Institute, The Ohio State University, Columbus, OH.
FliOはバクテリアのフラゲルに含まれる 重要な古代のタンパク質で 機動性や宿主コロニー化に不可欠です ほとんどの鞭状細菌におけるその存在は,鞭状III型分泌システム (fT3SS) の中核的な役割を強調する.
科学分野:
- 微生物学
- 分子生物学
- 進化生物学
背景:
- バクテリアの鞭毛はバクテリアの運動,感知,植民に不可欠な複雑なナノマシンです.
- タンパク質FliOのフラゲルアセンブリにおける役割は,不一致なアノテーションと低い配列保存により不明である.
- バクテリアのゲノムにおける鞭状遺伝子の流行に関する以前の推定値は,おそらく過大評価されていた.
研究 の 目的:
- 多様な細菌群におけるFliOの進化的・機能的意義を包括的に分析する.
- バクテリアのゲノム内のFliOの有病率と遺伝分布を決定する.
- 鞭状III型分泌システム (fT3SS) でのFliOの構造的多様性と機能的役割を調査する.
主な方法:
- 3万以上の細菌ゲノムにわたるFliOの系統遺伝学および構造分析.
- 隠されたマルコフモデル (HMM) とオペロン文脈分析を用いたカスタムバイオインフォマティクスパイプライン.
- 鞭打ちと宿主コロニー化におけるFliOの役割を評価するための"Campylobacter jejuni"の機能研究.
主要な成果:
- バクテリアのゲノムの約40%に 鞭状遺伝子が含まれており,これまで考えられていたよりも少ない.
- FliOは,コアフラジェラ成分 (FliP,FliQ,FliR) の約95%のゲノムに存在し,それがコアfT3SS成分であることを示しています.
- FliOは,機能的な可塑性を示唆する非フラゲラ分泌系における系統特有のドメインと同類を持つ構造的多様性を示しています.
- *C. jejuni*では,FliOとそのAMINドメインは鞭打ち,輸出ゲート安定性 (FlhB),宿主コロニー化に不可欠である.
結論:
- FliOは,フラジェラ型III分泌システム (fT3SS) のほぼ至る所に存在し,祖先の核成分である.
- FliOの構造と機能は進化的にダイナミックで,他の分泌システムで再利用されている証拠があります.
- FliOはバクテリアの鞭打ち,分泌複合体の安定性,病原性において重要な役割を果たします.
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