細菌バイオフィルムは、細胞外ポリマー物質のマトリックスに包まれた多細胞構造であり、臨床現場での慢性感染症に関連付けられています。 これまでの研究では、バイオフィルムの異なる解剖学的構造が個々の細胞のリソースへのアクセスに影響を与え、それがバイオフィルム内の代謝活性と生存に影響を与えることが示唆されています。 さらに、バイオフィルムの解剖学的構造は抗菌剤感受性と関連しています。 しかし、細胞がバイオフィルム構造内でどのように配置されるか、この配置の遺伝的決定因子、およびそのようなパターンの生理学的重要性は十分に理解されていません。 この研究で、Dietrich、Daytonらは、緑膿菌の細胞がバイオフィルム全体にわたって縦方向に詰まった縞模様を形成しており、この物理的配置がバイオフィルム全体にわたる基質の取り込みと分布、さらには抗菌治療に対する感受性に影響を与えていることを報告している。
次に著者らは、バイオフィルム内の細胞配置の遺伝的決定因子をミクロスケールで明らかにする実験を実施した。 この目的を達成するために、彼らはバイオフィルム形成と生理機能の重要な調節因子を欠く変異体をスクリーニングした。 各変異体の混合バイオフィルムの顕微鏡画像により、大部分の変異体が野生型と同様の横紋細胞配列表現型を示したことが明らかになった。 しかし、この分析では、一部のバイオフィルムではこの縦方向のパッキング表現型に変化があることも示され、著者らはバンドル、ディスオーダー、クラスターという 3 つの追加表現型を発見しました。 具体的には、IV型線毛の産生と機能に欠陥のある細胞は束状のバイオフィルムを形成しており、これは野生型バイオフィルムに見られる横紋の形成には伸縮可能な線毛が必要であることを示唆している。 さらに、特定の包括的な遺伝子発現調節因子を欠く細胞や、O 抗原生合成に欠陥のある細胞は、表現型の乱れを引き起こしました。 最後に、O 抗原が結合せずにリポ多糖を生成する変異細胞は、クラスター化した表現型を生成しました。
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#細菌設計者がバイオフィルム構造を構築する
2024-02-12 17:59:51