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Quorum Sensingって何?

バクテリアも「会話」をしている

  わたしたち人間は「言葉」を使って相手とコミュニケーションをとっています。しかし、一番小さな生物である「バクテリア(細菌)」はどうでしょうか? 目もなければ口もないし耳もありません。しかし、こんなバクテリアでも仲間と「会話」をしていることがわかってきました。その中の一つが「Quorum Sensing」です。


  Quorum Sensingでは、バクテリアは会話をして周囲に自分の仲間がどのくらい存在するかを確認しています。バクテリアは「言葉」の代わりに「オートインデューサー」と呼ばれる化学物質を使って相手とコミュニケーションをとっています。仲間が周りに集まったことを察知して一斉に行動を起こすのですが、病原菌の場合、毒素の放出などの病原性因子を制御していることがわかっています。

  「Quorum」とは法律用語で「定足数」を意味します。つまり、Quorum Sensingとは、バクテリアが定足数に達するまでじわじわと増殖し、いったん定足数を超えると一斉に毒素の放出などを開始するシステムのことです。一匹では歯が立たない相手でも、仲間が集まったところで一斉に攻撃を仕掛ければ、大きな相手でも倒すことが出来るという、バクテリアが考え出した知恵なのです。

「言葉」の正体は化学物質

  「グラム陰性細菌」という種類のバクテリアはN-アシル-L-ホモセリンラクトン(AHL)」という物質をオートインデューサーとして使っています(構造は下図)。この物質が「言葉」の正体です。つまり、この物質のやりとりを遮断することが出来ればバクテリアの会話をシャットアウトすることが可能で、仲間と協力してせっせと病原性を発揮するバクテリアを黙らせることが可能なのです。


AHLの基本構造

Quorum Sensingに関連する遺伝子と情報伝達メカニズム

  Quorum Sensingは主に2種類のタンパク質により行われています。一つはAHL合成酵素である「Iタンパク質(LuxI family protein)」です。Iタンパク質によって合成されたAHLは細胞内外を自由に拡散すると考えられています。バクテリアが増殖して菌体密度が増加すると、それにつれてAHLの濃度も上昇します。AHLがある一定濃度を超えるとAHLレセプタータンパク質である「Rタンパク質(LuxR family protein)」と複合体を形成し、特別なプロモーターの下流の遺伝子の転写を活性化させます。



グラム陰性細菌のquorum sensingの概略図

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