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[WCB-2] Streptococcus mutansバイオフィルム形成における細胞死と細胞外DNA産生

○永沢 亮¹，Andrew S. Utada^2,3，野村 暢彦^2,3，尾花 望^3,4 (¹筑波大・生命環境科学，²筑波大・生命環境系，³筑波大・MiCS，⁴筑波大・医学医療・TMRC)

主要う蝕原因菌Streptococcus mutansは，歯表面にバイオフィルム（BF）を形成し虫歯を誘発する。BFの構成要素の一つである細胞外DNA（eDNA）は細胞死，溶菌を介して産生され，BFの構造安定性に寄与する。しかし，細菌集団中の一部で発生する細胞死やeDNA産生がBF中で時空間的にどのように制御されているかは不明である。本研究では，分泌性ペプチドシグナル（CSP）により誘導される細胞死に着目し，BF内におけるeDNA産生を解析した。
一細胞レベルのlive cell imagingの結果，S. mutansはCSPに応答して，死細胞中の一部の細胞よりDNAを細胞外に放出することが明らかとなった。CSPはautolysinをコードするlytFの発現を集団の一部の細胞で誘導することが示されている。本研究では細胞死誘導とeDNA産生にlytFが必要であることを示した。さらに，lytF promoter reporter株を用いて，BF中のlytF発現細胞の局在を解析したところ，底面部付近に多いことが明らかになった。また，eDNAもBF底面部に多いことが確認された。BF形成がDNase Iによって阻害されたこと，lytF欠損株はWTと比較して物質表面への付着性が低下したことから，S. mutansはlytF発現，eDNA産生を空間的に制御して構造的に安定なBFを形成すると考えられた。
また，lytF発現細胞が必ずしも細胞死を起こさないことが明らかになったため，細胞の生死を決定する他の因子の存在が示唆された。そこで新規の細胞死誘導因子を同定するため，セルソーティングにより生菌と死菌を分取し，各集団のtranscriptome解析を行った。死菌に高蓄積していたmRNAに着目し解析を進めており，本シンポジウムでは新たに同定された細胞死関連遺伝子についても紹介する。