報告書番号

U03037

タイトル（和文）

生物膜の形成に関わる遺伝子の探索

タイトル（英文）

Screening of genes relating to biofilm formation

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

生物膜形成に関与する遺伝子の探索と解析を行うために、モデル細菌として緑膿菌を用い、その変異株を作製した。生物膜形成試験によって、約10000株の変異株から生物膜非形成株を5株単離することができた。これらの生物膜非形成株について、ゲノム遺伝子の変異部位を同定し、それぞれの生物膜非形成株で異なった部位に変異が導入されていることが確かめられた。そのうち、2株は鞭毛の生合成に関与する遺伝子であり、その機能は同定されていたが、他の3種類の遺伝子については機能が知られていない新たな因子であった。機能が明らかにされていない因子については、1株については、顕微鏡観察の結果、酸素に対する走化性に関与することが示唆された。他の2株については緑膿菌に対してどのような役割を果たしているかは明らかにされなかったものの、その塩基配列から、お互い関連した遺伝子であり多糖の合成に関連するものであると予想された。

概要 （英文）

In most natural environments, association with a surface in a structure known as a biofilm is the prevailing microbial life-style. Biofilm are notorious for strong resistance to antimicrobial agents or environmental stress and for causing serious problems in modern medicine or industry. In this study, we studied the mechanism of the biofilm formation by a genetic approach using transposon mutants of Pseudomonas aeruginosa PAO1. Transposon mutagenesis of P. aeruginosa PAO1 was carried out using mini-Tn5 system (plasmid pUTmini-Tn5gfp). Approximately 10,000 colonies as a transposon mutant were obtained by growing on agar plates contained with tetracycline. Biofilm-formation assay was performed with a microtiterplate or a polystyrene tube to the transposon mutants. Five mutants that were not able to form biofilm were screened. To identify the lacked genes of the five mutants, DNA fragments including tetracycline-resistance gene from pUTmini-Tn5gfp were cloned from genomic DNA digested with restriction enzyme PstI and sequenced partially. Two of the five mutants lacked fleQ and fleN respectively. fleQ is transcription regulator of flagella synthesis and fleN is a gene that regulates flagellar number in P. aeruginosa. Actually, these mutants lacked swimming motility with flagella on soft-agar plate. Other three mutants lacked PA2231, PA2232 and PA0172 respectively. The sequence analysis showed that PA2231 and PA2232 are neighboring genes and belong to same operon. Although the roles of these genes are not determined, it was predicted that the genes are related with polysaccharide or oligosaccharide biosynthesis from amino acids homology. Last mutant lacked PA0172, which was a gene of unknown function. PA0172 have a homologous cluster of chemotaxis genes of E. coli at its up stream region. In addition, microscope observation showed the mutant cells lacked PA0172 were swimming to gas-liquid interface in liquid medium. The function of PA0172 may be a regulator of aerotaxis.

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