月: 2023年4月

State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology, School of Life Sciences, Nanjing University, Nanjing, Chinaらのグループは、NCBIデータベースに存在する植物善玉菌（PGPB)の比較遺伝子機能解析の結果について報告しています。
https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.05007-22?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed

PGPB は、バチルス属、シュードモナス属、バークホルデリア属などの 60 の細菌属を含む有益な細菌群であり、植物の葉や土壌に広く定着し、植物の成長を促進し、病原体の感染を阻害します。PGPBは、葉 ([LA]; 195 株) または根圏土壌 ([SA]; 283 株) のいずれかにコロニーを形成します。

本研究の結果は、PGPB が一般に多量の炭水化物酵素 (CAZymes) を含み、植物にコロニーを形成する能力が高いことを示しています。 LA PGPB株の中で、シュードモナス 株は他の株よりも豊富なCAZymesを有し、この属が理想的な葉間生物防除剤に成り得ることを示しています。CAZymesは植物病原体の細胞壁を破壊し、植物病原体を死滅させることができます。逆に、SA PGPB株の中で、バークホルデリア株は炭水化物代謝酵素をコードする遺伝子が多く、炭水化物利用の多様なメカニズムを持っていることが示唆されました。LAとSAの生息地で見つかった バチルスとパエニバチルス 属は、より多くの二次代謝産物クラスターを産生し、葉と土壌の両方の環境に適しています。細菌の二次代謝遺伝子クラスターの数が多いほど、生物学的防御を実行する能力が強くなります。PGPBのバチルス株の大部分は、LAおよびSA生息地の他の分類学的グループよりも豊富な二次代謝クラスターを持っていました。実際、バチルス株は市場で広く用いられているな生物的防除剤となっています。

Division Vascular Signaling and Cancer, German Cancer Research Center (DKFZ), Heidelberg, Germanyらのグループは、プロテオグリカン・リンク・タンパク質１（HAPLN1）は、膵癌の腹膜転移のドライバーであり、優れた予後マーカーと成り得ると報告しています。
https://www.nature.com/articles/s41467-023-38064-w

細胞の可塑性は、腫瘍細胞の重要な特徴です。細胞可塑性は、上皮細胞の間葉細胞への転換、ならびに間葉細胞の上皮細胞への逆転換を誘導することによる異なる細胞状態間を変換する能力であり、がん細胞の幹細胞性の特徴であります。このような可塑性は、がん細胞の腫瘍微小環境への侵入と適応をより起こし易くするだけでなく、アポトーシス、免疫攻撃、および化学療法からも保護するのに役立ちます。

がん細胞転移の重要な調節因子は、腫瘍細胞が転移部位へ浸潤する際に直面する腫瘍微小環境です。腫瘍微小環境は、がん関連線維芽細胞、内皮細胞、免疫細胞、細胞外マトリックスなど、幾つかの細胞および非細胞成分で構成されています。膵癌においては、腫瘍微小環境は強く線維形成性であり、細胞外マトリックス成分かなり蓄積されています。 細胞外マトリックスの主要成分の一つであるヒアルロン酸は、部分的な上皮間葉転換、浸潤、免疫調節、および治療抵抗性を促進することにより、腫瘍の進行と転移を促進します。細胞外マトリックスは、がん関連繊維芽細胞によって主に生産されます。

HAPLN1は、細胞外マトリックスにおけるヒアルロン酸およびコンドロイチン硫酸プロテオグリカンの架橋剤ですが、がんにおけるその役割はこれまでのところよく分かっていませんでした。本研究では、HAPLN1が、隣接組織と比較して膵癌で最も昂進した遺伝子であることが確認されました。HAPLN1は、がん細胞に高度に可塑性の表現型を誘導し、膵癌における腹膜播種のドライバーとして機能していると定義付けられました。

Universidade Federal do Ceará, Departamento de Engenharia de Pesca, Laboratório de Biotecnologia Marinha, Brazilらのグループは、熱帯海綿 Haliclona (Reniera) implexiformisから抽出されたレクチンがある種のバクテリアに対して抗菌作用を示すことを報告しています。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37075356/

海綿は、後生動物の中で最も古い海綿動物門に属する、多細胞の固着性のろ過生物であり、海洋および淡水生態系で発見された 8,500 種を超える種が報告されています。 海綿 Haliclona (Reniera) implexiformis からセファロース・マトリックスのアフィニティークロマトグラフィーによって分離されたレクチン（HiL）は、ガラクトースとその誘導体に対して特異性を示しました。

レクチンによる細菌膜上の糖鎖認識は、そのバイオフィルム形成を阻害する効果があるようです。幾つかの研究では、ガラクトース結合レクチンが細菌表面の糖鎖を認識し、グラム陽性細菌とグラム陰性細菌を区別する可能性があることが示されています。以下に示すように、本研究では、ユニークなアミノ酸配列を持つ熱帯海綿から分離された新しいレクチン（HiL）が、主に 黄色ぶどう球菌の感染を引き起こすバイオフィルム形成に対して抗菌活性を示すことがわかりました（大腸菌：グラム陰性細菌に対しては抗菌作用を示しません）。

　縦軸はバイオフィルムのクリスタル バイオレット染色の強度

Department of Protein Engineering, Faculty of Biotechnology, University of Wroclaw, Polandらのグループは、ガレクチン（Gal-1, Gal-3, Gal-7, Gal-8)が線維芽細胞増殖因子受容体（FGFR）のN-型糖鎖に結合することによりFGFRのクラスタリングが起こり、その下流にあるシグナル伝達カスケードを活性化すると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10070233/

ガレクチンは受容体への直接作用を通じて FGF/FGFR 細胞プロセスを調節し、ガレクチン誘導 FGFR シグナル伝達の細胞への影響は、標準リガンド (FGF) によって達成されるものとは大きく異なることが実証されました。

Gal-1、-3、-7、および-8は、ヒトガレクチンの中でFGFR（FGFR1～FGFR4）の最も効果的なバインダーであり、ガレクチンの多価性によって誘起されるFGFR1のクラスタリングが、FGFR1の活性化とその下流のシグナル伝達カスケードの活性化に不可欠であることが示されました。興味深いことに、Gal-1、-3、および-8 と FGF1 が協調することによって、個々のタンパク質が作用するよりも効果的に生存細胞数が増加しました。更に、FGF1 とGal-1 およびGal-3が協調することによって、それぞれの単一タンパク質が作用した場合と比較して、グルコースの取り込みが増強されることも示されました。

東京歯科大らのグループは、α2,3-結合シアル酸含有core-2 O-型糖鎖で修飾されたMUC1は、粘表皮癌の新しい潜在的な診断マーカーになる可能性があると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10082819/

唾液腺腫瘍は、全腫瘍の約 1%、頭頸部腫瘍の 3 ～ 6% を占めています。 粘表皮癌は、まれな唾液腺悪性腫瘍の中でも最も頻度が高い癌です。 粘表皮癌は、粘液を生成し、高度に糖鎖修飾を受けた高分子量糖タンパク質であるムチンの一種であるMUC1を異常に発現するという明確な特徴を持っています。具体的には、粘表皮癌は、シアリル化core-2 O-型糖鎖（GlcNAcβ1-6(Galβ1-3)GalNAcαSer/Thr）の修飾によって特徴付けられるMUC1を産生し、更に、そのシアル酸修飾は、α2,3結合であることが分かりました。これらの特異的なMUC1は、粘表皮癌の粘液細胞および非粘液細胞に発現していました。

College of Life Sciences, Guizhou University, 550025 Guiyang, Guizhou, Chinaのグループは、ピーナッツの根からの分泌物と善玉菌であるバルクホルデリア・パイロシニア P10菌の遺伝子発現の変化について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10061817/

ピーナッツの根からの分泌物は、主に有機酸とアミノ酸で構成されていましたが、糖、アルコール、脂肪酸、糖アルコール、糖酸などの成分も含まれていました。検出された化合物には、比較的高濃度で存在するリンゴ酸、乳酸、コハク酸、ピルビン酸、シュウ酸、クエン酸などの低分子量有機酸が含まれていました。アラニン、グリシン、プロリン、バリン、フェニルアラニン、イソロイシン、チロシン、メチオニン、スレオニン、グルタミン酸、セリン、リジン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸など、さまざまなアミノ酸も検出されました。キシロース、アロース、リキソース、およびリボースは、ピーナッツの根からの分泌物の中で最も顕著な糖であり、脂肪酸（パルミチン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸、パルミトレイン酸など）、アルコール（4-ヒドロキシフェニルエタノール、ミオイノシトール、フィトール）、糖アルコール（トレイトール、キシリトール、ソルビトール、アラビトールなど）、糖酸（ガラクトン酸、グルコン酸、トレオン酸など）、その他の成分（インドール-3-アセトアミドおよび尿素）も含まれていました。

一方、バークホルデリア・パイロシニア P10菌において発現が昂進している遺伝子は、ATP結合カセット（ABC）トランスポーター、ステロイド分解、クオラム センシング（QS）、シデロフォア グループの非リボソーム ペプチドの生合成、およびガラクトース代謝に関連しています。より具体的には、発現レベルが 1.01 ～ 5.83 倍昂進した47 個の遺伝子が、ミネラルおよび有機イオン、オリゴ糖、単糖、アミノ酸、ペプチド、鉄シデロフォア、および ATP 結合カセット サブファミリー C（ABCC）らの輸送に関連していました。 場合によっては、アルカンスルホン酸輸送に関与する ssuA-C-B 遺伝子、afuA-B-C 遺伝子（Fe3+ 輸送）、proX-W-V 遺伝子（グリシンベタイン/プロリン輸送）、および araF-H-G 遺伝子（L-アラビノース輸送）を含む遺伝子クラスター全体の転写が観察されました。更に、QS に関与する 19 の遺伝子とステロイド分解に寄与する４つの遺伝子の発現が昂進していました。シデロフォア グループ非リボソーム ペプチドの生合成に関与する３つの遺伝子とガラクトース代謝に関連する５つの遺伝子の発現レベルも昂進していました。P10菌の接着とバイオフィルム形成に関連する遺伝子の発現にも変化が見られ、グルコースとマンノース、アミノ糖、およびリボースの代謝を媒介する経路では、マンノース-1-リン酸を GDP-マンノースに変換する酵素をコードするマンノース-1-ホスホグアニルトランスフェラーゼ遺伝子 algA の発現が昂進していました。生成された GDPマンノースは、重要なエキソポリサッカライド構成要素であり、バイオフィルムの主成分であります。