金子 淳

本研究は、細菌におけるプラズマローゲン（Pls）のビニルエーテル結合形成の分子機構を世界に先駆けて解明し、食経験のある細菌の分子育種によるPlsの微生物生産技術の基盤を築くことを目的とする。 Plsはグリセロール骨格の1位に尾部がビニルエーテル結合したリン脂質である。脳神経細胞に豊富に含まれており、その減少とADの発症との間の相関が知られていた。近年、マウス実験でPlsの経口投与がADの発症や進行を抑制する報告がなされるに従い、Plsのサプリメントとしての需要が高まっている。しかし現状では安全な機能性Plsソースは動物の筋肉に限られており、非常に高価である。我々はエタノールアミン型Pls を豊富に含む嫌気性ルーメン細菌Selenomonas ruminaitumの膜脂質画分が、アミロイドβ産生に関わる膜酵素γセクレターゼ活性を用量依存的に抑制することを発見し（業績２）、細菌が機能性Plsソースとなると確信した。 本研究は、本菌のゲノム解析(業績1)から見いだしたPlsX-PlsY系によるビニルエーテル結合導入に関わる分子機構を解明し、細菌を用いた安全安価なPls供給の技術開発に繋げる。

我が国では、ワキガ症は深刻な悩みとなっている。ワキガの根本的治癒法は、手術による以外に根本的な治療法がない為、制汗デオド ラント製品が用いられているが、デオドラント常用による肌荒れや皮膚の異常を訴える人が増えている。被災地でに避難所生活では体 臭もストレスの原因となったことであろう。我々は研究協力者の体験から、植物由来の成分にワキガ臭軽減効果を見いだし、それがワ キガ起因菌の増殖抑制活性を有することを確認した。本研究は東北地方で収穫できる植物からワキガ起因菌等皮膚細菌の活動をコント ロールする天然成分を抽出し、その本体を明らかにすると共に、ワキガ症の根本的抑制デオドラント剤としての開発の可能性を検証す る。

平成22年度A-Step FS 探索タイプ「 (AS221Z02922E)の成果であるシーズ技術を完成させ、さらに腸内細菌科のグラム陰性菌病原菌に対するオーダーメードCtv作成技術として進展させる。さらに、発展技術として位置づけているグラム陽性菌を含めた各種病原菌に対応しうるCtvの能力を生かした安全かつ病原菌特異的な殺菌剤開発の技術基盤を確立することによりグラム陰性、陽性を問わず特定の菌を認識する尾部タンパク質を設計、それを導入したCtvを用いた標的微生物の殺菌システムの構築を目指す。

納豆菌にのみ感染し、納豆の糸であるγポリグルタミン酸の分解酵素PghP遺伝子を保有するファージのゲノム解析、宿主認識と感染戦略に関する研究を行っている。

Selenomonas ruminantium subsp. lactilytica TAM6421 (= NBRC 103574)は、1967年に東北大学の金ヶ崎らによって、ヒツジルーメンから分離された嫌気性細菌であり、ルーメン（反芻動物の第一胃）の主要細菌として、反芻動物の重要な蛋白質源となっている。系統分類上では、グラム陽性細菌群のひとつであるClostriadiales 目に属しているが、本菌を含むAcidaminococcaceae 科は例外的にグラム陰性であり、特徴的な細胞表層構造を持つことが知られている。本菌の表層構造は、本菌はLPSを含む外膜を有するが、代表的なグラム陰性菌であるProteobacteria門とは異なる構造を有している。本菌は外膜をペプチドグリカンにつなぎ止めるムレインリポタンパク質を有さない（ref）。その代わりにペプチドグリカンのD-グルタミン酸にポリアミンの一種であるカダベリンが共有結合しており、それが外膜の主要タンパク質であるMep45と相互作用することにより外膜を安定化している。一方、膜リン脂質はホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミンを主としているが、ホスファチジルグリセロールおよびカルジオリピンを持たない。その一方、主として真核生物が保有するプラズマローゲンを豊富に有する。（ref）さらにポリアミン代謝系とその活性制御機構については、動物型の特徴を有している。 本菌のゲノム解析は、Acidaminococcaceae 科を代表する系統分類上の指標として重要な意義を持つのに加え、微生物分類の重要な指標である細胞表層構造と系統発生の関連の解明や、動物から細菌への遺伝子移行の可能性の検証など、生物学における重要な課題の解明に繋がるものと期待される。

これまで黄色ブドウ球菌の２成分性毒素ファミリーの作用機作の解明を進め、毒素が標的膜上で7量体膜孔を形成することを明らかにしてきた。神尾好是名誉教授（現尚絅学院大学教授）との共同研究により毒素膜孔の構造、並びに標的細胞膜上の毒素レセプターの探索を行っている。

近年、黄色ブドウ球菌の２成分性毒素ファミリーに属するPanton-Valentine型ロイコシジン(PVL)の病原因子としての重要性がクローズアップされている。私は PVL産生株の偏在性に注目し、PVLの遺伝子が新規プロファージ、φPVLのゲノム上に存在していることを世界で初めて発見した。以来、フランスのPiemont, Etienne博士らの協力により収集したPVL保有株から新規PVL保有ファージ、φSLTを見出し、PVL遺伝子が複数のPVL変換ファージにより伝播されることを発見した。さらに、フランスで収集された株、及び岡山大学山崎博士らにより収集されたPVL産生株の保有するPVL変換ファージ群を体系的に解析し、ファージによるPVL遺伝子の伝播とPVL産生株による病態発現との関係を明らかにする。