細菌の膜損傷に対する特異的細胞応答検出のための細菌lux-バイオセンサー

科学分野:

• 微生物学; 分子生物学; バイオテクノロジー

背景:

• 全細胞バイオセンサーは、細胞の完全性に対する外部エージェントの影響を評価するための貴重なツールである。; 大腸菌および枯草菌由来のPspAストレス誘導性プロモーターは、細胞ストレスを検出するための応答性遺伝子要素を提供する。

研究 の 目的:

• グラム陰性菌（大腸菌）およびグラム陽性菌（枯草菌）における膜損傷を検出するための全細胞lux-バイオセンサーを構築および検証すること。; 様々な膜損傷剤に対する大腸菌および枯草菌のPspAベースバイオセンサーの差次的応答を調査すること。

主な方法:

• 大腸菌および枯草菌由来のPspAプロモーターと、Photorhabdus luminescens由来のlux遺伝子を融合させることにより、lux-バイオセンサーを構築した。; エンジニアリングされた大腸菌および枯草菌を、エタノール、トリトンX-100、ポリミキシンB、ジメチルスルホキシド（DMSO）、およびメリチンを含む膜損傷剤で処理した。; PspAプロモーター誘導を定量化し、細菌のストレス応答を評価するために、ルミネセンスを測定した。

主要な成果:

• 構築されたlux-バイオセンサーは、エタノール、トリトンX-100、ポリミキシンB、DMSO、およびメリチンによって誘発される膜損傷を検出し、成功した。; 差次的誘導パターンが観察された：エタノールとポリミキシンBは、大腸菌および枯草菌の両方でPspAプロモーターを誘導し、大腸菌でより高い振幅を示した。; トリトンX-100とメリチンは枯草菌のPspAプロモーターを特異的に誘導し、一方DMSOは大腸菌でのみ誘導し、異なるストレス応答を強調した。

結論:

• 開発されたlux-バイオセンサーは、細菌の膜損傷を検出するための機能的かつ効率的なツールである。; 本研究は、異なる膜損傷剤による大腸菌および枯草菌におけるPspストレス応答システムの特異的な活性化を示し、種特異的なストレスメカニズムを明らかにした。