高せん断応力は真菌細胞/基質接着を増強する

科学分野:

• 微生物学
• 生物物理学
• 細胞生物学

背景:

• 機械的力、特にせん断流は、微生物バイオフィルム形成に著しく影響を与える。
• バイオフィルムは微生物を環境の脅威から保護し、初期の細胞接着が重要なステップとなる。
• Flo11pおよびALS1pなどの真菌接着因子は付着を媒介し、その活性は外部せん断力によって調節される。

研究 の 目的:

• 急性、高流体力学的せん断応力が出芽酵母およびカンジダ・アルビカンスの接着に及ぼす影響を調査すること。
• 高せん断力が真菌細胞接着を急速に増強できるかどうかを判断すること。

主な方法:

• せん断応力曝露を制御するためにマイクロ流体デバイスを利用した。
• 酵母接着を定量化するために、新規の凝集ベースのアッセイであるビーズ接着沈殿アッセイを開発・採用した。
• 酵母細胞を高せん断ひずみ閾値レベルに曝露した。

主要な成果:

• 短時間の高流体力学的せん断応力への曝露は、出芽酵母およびカンジダ・アルビカンスの接着能力を著しく増強する。
• 真菌細胞は、接着を増加させることにより、高せん断力に対して迅速な適応応答を示す。
• この応答には、細胞壁接着タンパク質のアクチベーションと再編成が関与する。

結論:

• 真菌細胞は、表面接着を増加させることにより、高せん断環境に迅速に適応できる。
• この迅速な適応を理解することは、真菌バイオフィルムを制御するための戦略にとって不可欠である。
• これらの発見は、微生物コロニゼーションの防止または管理のための医療機器の設計に影響を与える。