本研究は、細菌バイオフィルムにおける抗生物質耐性の形成メカニズムを解明したものである。
バイオフィルムの初期段階では、細胞接着の過程で環状ジグアノシン一リン酸(c-di-GMP)の濃度が上昇し、これが抗生物質耐性を持つパーシスター細胞の形成を促進することが明らかになった。
c-di-GMPは、毒素タンパク質HipHの発現と活性を制御することで、遺伝体の安定性を維持し、パーシスター細胞の形成を調節している。HipHは強力な DNase 活性を持ち、DNA二本鎖切断を引き起こすことで細胞の深い休眠状態を誘導する。一方、c-di-GMPはHipHと直接結合し、その毒性を抑制することで、適度な休眠状態を維持し、パーシスター細胞の形成を促進する。
この c-di-GMP-HipH系は、バイオフィルムに特有の新しい毒素-抗毒素システムであり、遺伝体の安定性と抗生物質耐性を決定する重要な因子である。この仕組みを標的とすることで、慢性感染症や再発性感染症の治療に役立つ可能性が示唆された。
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by Liao,H., Yan... : www.biorxiv.org 05-22-2024
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