共生大腸菌の二成分系Cpxによる動的応答が線虫C. elegansの発生に寄与すること

科学分野:

• 微生物学
• 発生生物学
• 宿主と微生物の相互作用

背景:

• 線虫C. elegansと大腸菌のモデルシステムは、宿主と微生物の相互作用の単一遺伝子解析を可能にする。
• エンベロープストレス応答の調節因子である大腸菌cpxRの欠失は、線虫C. elegansの発生を遅延させることがわかった。

研究 の 目的:

• 大腸菌cpxRが線虫C. elegansの発生に影響を与えるメカニズムを調査すること。
• 宿主と微生物の相互作用における細菌代謝と環境要因の役割を探求すること。

主な方法:

• 線虫C. elegansの発生に影響を与える大腸菌変異株のスクリーニング。
• 宿主のミトコンドリア未分化タンパク質応答経路の活性化の分析。
• 代謝の影響を評価するための異なる培地（LB対M9）での大腸菌の培養。
• 線虫C. elegansの表現型に対するN-アセチルシステインの影響の調査。

主要な成果:

• 大腸菌ΔcpxRは線虫C. elegansの発生遅延を誘発し、活性酸素種を介してミトコンドリアの未分化タンパク質応答を活性化した。
• LB培地で大腸菌ΔcpxRを培養すると発生遅延が生じたが、M9培地では生じなかった。L-ヒスチジン代謝が重要な要因であった。
• 大腸菌Cpx系の活性化ではなく、動的な応答が線虫C. elegansの発生に影響を与える。
• N-アセチルシステイン処理は線虫C. elegansの表現型を発生遅延から生存抵抗性にシフトさせ、宿主のストレス耐性の改善を示唆した。

結論:

• 環境要因は線虫C. elegansにおける大腸菌Cpx応答を調節する。
• これらの発見は、さまざまな環境におけるグラム陰性菌で観察される変動するCpx媒介性毒性に関する洞察を提供する。