年: 2021年

MaxPlanck Tandem Group in Plant Microbial Ecology, Universidad del Valle, Cali, Colombiaらのグループは、苗の根圏におけるバクテリアや真菌の大半は、実は土壌由来ではなく、種子由来であると述べています。
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.737616/full

最近まで、研究者達は、すべての根圏細菌は、土壌の中に常在する細菌がリクルートされたものであると伝統的に信じていました。しかし、それは本当に正しいのでしょうか？

本実験においては、密着性の高いガラス製の瓶に滅菌した砂を入れ、その中で植物が育てられました。このようにすることで、種子からの接種以外の如何なる接種経路も遮断した状態で細菌叢の成長を観察することができます。本実験では、18種類の植物が使用されています。

驚くべきことに、本実験においては、土壌は、根圏細菌叢の多様性に寄与するが、根圏において最も多く存在するバクテリアや真菌は、なんと種子由来であるということが実証されています。

土壌は、根圏におけるバクテリアの多様性を顕著に増加させますが、多量に存在しているものは、種子からの伝染であります。 平均すると26％のバクテリアのリード数（OTU）は種子由来ですが、これらのバクテリアは、全リード数の実に平均72％を占めています。これらのリード数のほとんどがPantoea、Enterobacter、Pseudomonas、Massiliaらを含むProteobacteriaであり、これらは種子細菌叢にも存在し、非常に多くの植物の種子で見られるものです。

バクテリアに比べると、根圏における種子由来の真菌の多様性は少なく、平均として12％ですが、これらのリード数は全体の中で多数を占める傾向があり、全リード数の平均42％を占めていました。これらの種子由来の根圏真菌の中で最も多いものは Fusariumであり、これはすべての土壌由来の根圏や種子細菌叢で見られるものです。

本実験においては、密着性の高いガラス状の瓶に滅菌した砂、あるいは土壌を入れ、滅菌していない種子を植えています。砂は、121℃で20分間、オートクレーブで二回滅菌され、瓶に入れた後にも、121℃で20分間でオートクレーブされています。土壌は、Palmira, Colombia近くのキャッサバの休閑農地から掘り起こしたものです。

Department of Biochemistry and Molecular Biology, East Carolina University, Greenville, North Carolina, USAらのグループは、神経芽腫におけるN-型糖鎖修飾の変化が、腫瘍の増殖や浸潤に影響を与えることを示しています。
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0259743

二種の異なったN-型糖鎖修飾構造を持つ神経芽腫が比較されています。ひとつは、Mgat1をノックダウンすることによってN-型糖鎖修飾を人為的に変化させた細胞株, NB_1(-Mgat1), であり、Oligomannose型のN-型糖鎖のみを発現します。もうひとつは、その元となった神経芽腫細胞, NB_1, であり、より高次の複合型やハイブリッド型のN-型糖鎖を発現します（下図参照、GNL や ConA は、oligomannose型のN-型糖鎖に高いアフィニティーを示し、E-PHA やL-PHA は複合型のN-型糖鎖に高いアフィニティーを持っています）。

細胞の増殖は、複合型のN-型糖鎖構造を持つ NB_1 細胞において、それを持たない NB_1(-Mgat1) 細胞よりも高くなっていました。定量的には、NB_1(-Mgat1) 細胞と NB_1 細胞の間で、54％の低下が見られています。

NB_1(-Mgat1) 細胞は、NB_1 細胞よりも長い突起を持っており、oligomannoseのみを発現する細胞の方が、複合型やハイブリッド型を持つ細胞よりもより浸潤しやすいということを示しています。腫瘍細胞の浸潤性を定量化する為に、浸潤面積の比を評価したところ、 NB_1(-Mgat1) 細胞の方が、NB_1 細胞よりも、2.3倍大きくなっていました。

Pritzker School for Molecular Engineering, University of Chicago, Chicago, Illinois, USAらのグループは、SARS-CoV-2の感染によって、AngIIに対する自己抗体ができる場合があると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8575143/

興味深いことに、63% (73/115)というかなりの割合で、COVID-19の患者でAngIIに対する交差反応的な自己抗体ができあがるようです。ここで115というのはSARS-CoV-2に感染し、COVID-19患者として入院した患者の数です。

この抗AngII自己抗体のレベルは、血圧調整不全の感謝で明らかに高くなっていました（下図参照）。

更に、抗AngII自己抗体の酸素飽和値に与える影響を調べた結果、抗AngII自己抗体を持つに至った患者（73名）の日々の酸素飽和値の最低値は、抗AngII自己抗体を持たない患者（42名）のそれよりも優位に低くなっていました（下図参照）。

何故、抗AngII自己抗体が出来上がるのかについては、抗原提示細胞によってACE-2に結合したSARS-CoV-2とAngIIが同時に貪食され、自己のペプチドAngIIに対して、ウイルス粒子が強い免疫アジュバントとして作用してしまったことで、抗AngII自己抗体が作られたものと考えられています。

Department of Biological Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USAらのグループは、SARS-CoV-2に特異的な抗体の母乳へのトランスファーは、ＩｇＡとＩｇＭが主体であると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8531199/

以前の研究では、妊娠した女性の抗体のFcエフェクター機能は、胎盤を経由して子供にトランスファーされるということが分かっています。しかしながら、そのFcエフェクター機能の母乳へのトランスファーについては、良く分かっていませんでした。

当然でしょうが、SARS-CoV-2に感染した母親は、SARS-CoV-2に特異的な抗体を血中にも母乳の中にも持っていました。しかし、興味深いことに、母乳へのトランスファーは、IgAとIgMが主体であり、IgG1のトランスファーはかなり限定的であることが分かったのです（下図参照）。

University of Liège‐Gembloux Agro‐Bio Tech, Gembloux, Belgiumらのグループは、根圏細菌であるバチルス・ベレツェンシスは植物の根のペクチンを認識し、共生関係を深めていくとしています。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34724831/

植物の根と根圏細菌が共生関係を開始する初期の段階での分子間相互作用については、良く分かっているとは言えません。著者らは、善玉菌の一種であるバチルス・ベレツェンシスが、植物の根の細胞表面のペクチンを根からの滲出液とのシナジーの中において認識することによって、バチルス菌の初期のコロニー化の過程で共生関係を深める重要な分泌物としてサーファクチン型リポペプチドの分泌が非常に高まることを示しました。

実際、下図に示すように、homogalacturonan low methylated (HGLM)（ペクチンのこと）を根からの滲出液を模した培地（REM）に加えることでサーファクチンの産生が8倍増加することが示されました。しかしながら、バクテリアは、HGLMよりも低分子のオリゴマーは認識しない様であり、下図に示すように、oligogalacturonides（OGs）を添加してもサーファクチンの産生には何の影響も見られませんでした。 このことは、長鎖のポリマーは、バクテリアのコロニー形成に適した健康な植物の存在を意味し、短鎖のポリマーは共生関係を築くには不適切な死んだ根っこである、ということをバクテリアが見抜いているからなのかも知れません。

homogalacturonan low methylated (HGLM), DP of >150; oligogalacturonides (OG), DP of 15; galacturonic acid (GA), DP of 1; DPはdegree of polymerizationの略

しかし、この論文においては、植物の分子パターンとしてのペクチンのバックボーンを認識するバクテリアのレクチン様タンパク質については一切の情報がなく、今後の課題であります。