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Jul 16, 2023

フェニックスコロニーのゲノムおよびトランスクリプトームプロファイリング

Scientific Reports volume 12、記事番号: 13726 (2022) この記事を引用する 744 アクセス数 1 引用数 3 Altmetric Metrics 詳細 緑膿菌は、次の原因となるグラム陰性細菌です。

Scientific Reports volume 12、記事番号: 13726 (2022) この記事を引用

744 アクセス

1 引用

3 オルトメトリック

メトリクスの詳細

緑膿菌は、多くの人への感染症の原因となるグラム陰性菌です。 これまでに、フェニックスコロニーとして知られる新規の抗生物質耐性変異体、および生存可能だが培養不可能（VBNC）コロニーに類似した変異体が、高濃度のアミノグリコシドに反応して同定されていました。 この研究では、全ゲノム配列決定と RNA 配列決定の両方を使用して、フェニックス コロニーと VBNC 様コロニーの出現の背後にあるメカニズムがさらに調査されました。 フェニックスのコロニーでは、PA4673 遺伝子に一塩基多型 (SNP) があることが判明し、これは GTP 結合タンパク質をコードしていると予測されています。 創始者集団と比較して、VBNC 様コロニー内では SNP は同定されませんでした。 RNA配列決定ではPA4673の発現の変化は検出されなかったが、フェニックスコロニーの出現に役割を果たしている可能性のある、差次的に発現される複数の遺伝子が明らかになった。 これらの差次的に発現される遺伝子の 1 つである PA3626 は、tRNA シュードウリジン シンターゼをコードしており、これがノックアウトされるとフェニックス コロニーが完全に欠失します。 この研究で特定された遺伝子がまだ認識されていない相互作用を持っている可能性があるかどうかはすぐには明らかではありませんが、それらはフェニックスのコロニーがどのようにして抗生物質曝露の存在下で出現し、生存できるかの理解に貢献する可能性があります。

緑膿菌は、自然環境中に存在するグラム陰性細菌です。 日和見病原体として、嚢胞性線維症 (CF) 感染症に最も一般的に関連していますが、慢性創傷や術後部位の感染症にも存在する可能性があります 1、2、3。 緑膿菌は、バイオフィルムの形成、持続細胞、および多剤耐性機構の発達を利用して、抗菌剤による死滅を回避します4、5、6、7。 これらの抗菌耐性と耐性のメカニズムに加えて、緑膿菌は感染環境内でその環境に急速に適応することがわかっており、緑膿菌を根絶する際の抗菌剤の有効性が低下するという懸念につながっています8。

以前の研究で、私たちの研究室は緑膿菌の新しいアミノグリコシド耐性表現型を特定し、これをフェニックスコロニーと名付けました。 フェニックスのコロニーは、抗生物質が大量に存在する環境でも生き残り、繁栄することができます。 しかし、最初の抗生物質環境から離れると、フェニックスのコロニーは野生型レベルの抗生物質感受性に戻ります9。 フェニックスのコロニーは、抗生物質への曝露を通じて高レベルの代謝活性を維持できるという点で従来の耐性とは異なりますが、従来の耐性は通常、成長が遅いか代謝の低下によって引き起こされます。 さらに、フェニックスコロニーは、ヘテロ耐性コロニーおよび持続細胞の両方とは異なります。 ヘテロ耐性を特定するための伝統的な方法である個体群分析プロファイリングを使用すると、フェニックスのコロニーは分離後に均一に抗生物質感受性であることが判明しました。 フェニックスコロニーの出現領域におけるトブラマイシン濃度も、フェニックスコロニー出現時の持続細胞の再覚醒を防ぐ最小発育阻止濃度（MIC）の約10倍であることが測定されました10。 同じ研究で、生存可能だが培養不可能なコロニー (VBNC11) の表現型に類似した追加の表現型を特定しました。ただし、これらの「VBNC 様」コロニーは、初期の抗生物質環境では増殖できましたが、培養することはできませんでした。それ以外の場合、同じ抗生物質を含む培養物を含む9。 臨床現場におけるこれらの表現型の重要性は現時点では不明ですが、フェニックス コロニーまたは VBNC 様コロニーは、持続細胞と同様に、慢性または再発性の感染を引き起こす可能性があります 7。 さらに、フェニックスコロニーはアミノグリコシドの存在下でのみ出現するようですが9、フェニックスコロニーとVBNC様の出現につながる分子的および遺伝的メカニズムは不明です。 これらの細胞の遺伝子変化または遺伝子発現の変化を理解することで、慢性または再発性感染症の管理においてより良い予防または治療の選択肢が可能になる可能性があります。