[S3] シンポジウム3
ゲノム解析が拓くファージ研究の新展開

[S3-3] C型とD型ボツリヌス毒素を支配するバクテリオファージの溶原化機構の解析

阪口 義彦¹，武 晃¹，後藤 和義²，山本 由弥子²，幸田 知子³，向本 雅郁³，小崎 俊司³，林 俊治¹，林 哲也⁴，小熊 惠二² (¹北里大・医・微生物，²岡山大院・医歯薬学総合・病原細菌，³大阪府大院・生命環境・獣医感染症，⁴九大院・医・細菌)

ボツリヌス毒素は，抗原性によりA型からG型に分類される．この中でC型とD型毒素の産生性は，バクテリオファージ（ファージ）よって支配されている．我々は，C型毒素遺伝子保有ファージ（c-st）のゲノム解析を行い，本ファージの様々な特徴を明らかにした．
本ファージの全塩基配列は185,681 bpで，ゲノムの両末端には403 bpのterminal direct repeatが存在した．本ファージゲノム上には，C型神経毒素を含む198個のタンパク質コード領域（ORF）が同定された．また，枯草菌のSPβファージゲノムのORFと有意な相同性を示したことから，c-stはSPβ類縁のファージであることが示唆された．本ファージゲノム上には，新しいタイプのinsertion sequence (IS)が多数存在し，ゲノムの約10%を占めていた．さらに，溶原株においては，本ファージDNAは環状で存在することも明らかとなった（偽溶原化）．偽溶原化には，tubZ, tubR, tubSおよびtubYの遺伝子が関わっていた．詳細には，TubZが微小管を形成し，これにTubR, TubS, TubYが作用することで，エピソーム様に存在するファージDNAの分配を調節していることが明らかとなった．一方，野生型を長期間継代培養することで，ゲノムサイズが約160 kbpと約165 kbpに変化しており，約140 kbpの領域が共通していた．本領域には，C型神経毒素，ファージ構造および溶原化に関わる遺伝子群が保存されていた．
c-stが溶原化するために，溶菌酵素が必須である．これは，ファージセラピーを開発するために重要な情報となる．そこで，我々は，遺伝子機能予測により，c-stのゲノム上から2つの溶菌酵素を推定した．現在，これらの遺伝子を個々に発現・精製し，その機能を解析している．