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微生物学:グルタチオンは細胞内病原体の毒性遺伝子発現を促す

Nature 517, 7533 doi: 10.1038/nature14029

世界の感染性疾患の発生や死亡の多くは、細胞内病原体が原因で起こっている。病原体が宿主に定着するためには、宿主の環境を感知し、毒性遺伝子の発現を適切に調節しなければならない。そのため、通性細胞内病原菌であるリステリア菌(Listeria monocytogenes)は、哺乳類細胞に侵入する際に、マスター毒性調節因子PrfAを活性化することで転写プログラムを再構築する。今回我々は、細菌や宿主に由来するグルタチオンがPrfAの活性化に必要であることを示す。遺伝的選択によって見つかった、グルタチオン合成酵素に変異がある細菌では、毒性遺伝子の発現が低下しており、マウスにおける毒性が150分の1に減弱していた。in vivoで自然に生じた抑制性変異体のゲノム塩基配列解読から、prfAの単一ヌクレオチドの変化が明らかになり、これがPrfAを活性型コンホメーション(PrfA*)に固定し、感染過程でのグルタチオンの必要性を完全に回避させる。生化学研究および遺伝学的研究から、グルタチオン依存性のPrfA活性化が、グルタチオンのPrfAへのアロステリック結合によって仲介されるとするモデルが裏付けられた。グルタチオンや他の低分子量チオールは、あらゆる生物の酸化還元恒常性に重要な役割を担っているが、今回我々は、グルタチオンが細胞内病原菌の毒性を活性化する重要なシグナル伝達分子であることを実証する。

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