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バチルス菌の土壌接種がリンゴの木の健康と成長にとても良い

Shandong Agricultural University, Shandong, Chinaのグループは、リンゴ農園の土壌から単離されたバチルス amyloliquefaciens QSB-6がリンゴの根に与える影響について報告しています。
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.746799/full

ここでは、下記の4種類の土壌がリンゴの木の根に与える影響について議論されています。

  • 31年リンゴ農園の未処理の土壌 (CK1)
  • 同じ土壌をブロモメタンで燻蒸したもの(CK2)
  • 同じ土壌で肥料のみを加えたもの(T1)
  • 同じ土壌でバチルス amyloliquefaciens QSB-6 接種を行ったもの (T2)

興味深いことに、CK2、T2、T1 土壌がリンゴの木の根の成長を顕著に促進しました。そして、その促進効果は、次のような順番となりました、CK2 > T2 > T1 > CK1。

根圏バクテリアの数は、T2処理で顕著に上昇しており、CK1に比較して、9,64倍も高くなっていました。そしてまた、根圏の真菌の数は、CK2とT2で顕著に減少しており、CK1に比較して、85.58% (CK2)、81.74% (T2) 減少していました。
QSB-6からの細胞外代謝物は、真菌類に対して強い抗菌作用を示し、下図に示すようにフサリウムの菌糸の成長や胞子の発芽を大きく阻害しました。

(A) Fusarium proliferatum, (B) Fusarium solani, (C) Fusarium verticillioides, (D) Fusarium oxysporum

つまり、バチルス amyloliquefaciens QSB-6 は、土壌中のフサリウムに対する高い阻害効果を持ち、顕著にリンゴの木の根の成長を促進したのです。リンゴの病気対策として、根圏細菌を用いた制御法が非常に高い潜在能力を持つことが示されています。

バチルス菌がシュードモナス菌を代謝物のクロスフィーディングでリクルートし、植物の成長を助ける

Technical University of Denmark, Kongens Lyngby, Denmarkらのグループは、バチルス菌がシュードモナス菌を代謝物のクロスフィーディングを介してリクルートし、植物の成長を助けると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8483172/

バチルス菌とシュードモナス菌は、植物の根圏における善玉菌として最も広範囲に研究されています。植物の善玉菌(バチルス velezensis SQR9を含む)は、植物の生長を助け、病気に強くし、塩害にも強くするとして知られています。このような植物の根における細菌類の共生と植物の生長促進には、根圏での効率的なバイオフィルムの形成が不可欠とされおり、細胞外多糖類(EPS)やTasAタンパク質線維が関わっています。

バチルス菌の一種であるB. velezensis SQR9 の根圏における影響を調べるために、キュウリの種まき後、二週間目にSQR9を接種し、その16日後に根圏土壌サンプルを回収しました。シュードモナス、Vogesella、 Pseudoxanthomonas、Chryseobacterium、 Pseudoduganella、Lysobacter、lebsiella、Cellvibrioらの根圏バクテリアが増加していることが判明しました。特に、これら増加した根圏バクテリアの38%は、シュードモナス菌であり、バチルス菌がシュードモナス菌らをリクルートし、お互いが相乗的に相互作用していることが示唆されました。

この根圏バクテリアのコンソーシアム(バチルス菌とシュードモナス菌)は、水田土壌において、強いキュウリの成長効果を示し、二種類の菌が相乗することで、単独の場合に比べて、根の長さや重さ、そしてまた葉緑素の量が顕著に増加していました。この水田土壌を塩害化した場合には、シュードモナス stutzeri XL272 がコントロールに対してのみならず、最も強い塩害耐性をもたらしました。この塩害耐性ですが、シュードモナス stutzeri XL272単体の場合よりも、根圏バクテリアコンソーシアムの方が若干高くなっていることにも着目しましょう。これらの結果は、植物生育促進性根圏細菌(PGPR)が土着の善玉菌の根圏における再構成を促し、結果として植物の生長と塩害ストレスへの耐性を高めているということを物語っています。

しかし、大きな問題は、どのようにしてバチルス velezensis SQR9 がシュードモナス菌ら善玉菌をリクルートしたのか?ということであります。
著者らは、 分枝鎖アミノ酸のような代謝物のクロスフィーディングがそのメカニズムを理解する上での鍵であると、バチルス菌とシュードモナス菌のトランスクリプトームの変化から推測しています。イメージとしては、以下のような感じです。
バチルス velezensis SQR9 が根からの分泌物に引き寄せられ、その根圏で共生を開始します。植物の根にバイオフィルムが形成されると、そこから代謝物が分泌され、土着の植物善玉菌(シュードモナス菌など)がそれに引かれて集まってきます。このようにして強く連携したバイオフィルムが形成されることで、これらの菌は細胞外マトリックスや代謝物を共有し、根圏での適応性を高めていきます、そしてその結果、植物の生長が促進され塩害に対するストレス耐性も向上するのです。

エゾタマキ(二枚貝)から抽出された新しいレクチンGYLの特性:免疫防御

A group from Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Vladivostok, Russiaらは、エゾタマキ(二枚貝)より抽出された新規のレクチン、GYL、について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8466245/

GYLと名付けられたレクチンは、18kDaの単量体がジスルフィドを介して結合した二量体であることが分かりました。

GYLのアミノ酸配列はBLASTにリストされている他のレクチンとは顕著なホモロジーは見せませんでしたが、NCBIのドメイン検索プログラムでは、EPN (Glu-Pro-Asn) と WND (Trp- Asn- Asp) の配列がGYLに見つかり、これは、C-型レクチンの糖鎖結合特性を反映するものです。

GYLは、この二枚貝の色々な組織に発現していますが、血リンパ節や外套膜において発現が顕著に高くなっており、生殖腺に比べると、それぞれ3.5倍、2.4倍高くなっていました。

GYLは、すべての赤血球に対して凝集反応を示し、その糖鎖結合特異性はあまり特異的でないことを示唆しています。詳細な糖鎖結合特性はまだ不明ですが、GYLは、バクテリアの細胞膜に発現しているpeptidoglycan (PGN) や LPS に対してドーズ依存的に結合するものの、カビ類に発現するβ-1,3-glucan や mannanには、アフィニティーを示しませんでした。

これらの事柄を考慮すると、GYLは、病原菌の感染に対して免疫防御的な役割を果たしていることが示唆されます。実際、V. proteolyticus で刺激を与えたり、ディーゼル燃料に暴露してみると、GYLの発現が大きく変動しました。48時間後には、GYLの発現量は25倍にも増加していました。この事は病原性バクテリアの感染や人為的な因子が二枚貝に顕著な影響を及ぼし、それが免疫防御的な分子としてGYLの多量合成を引き起こしていると考えられます。

力価も高く変異にも強いSARS-CoV-2 Spike抗体がスクリーニングされた

Vanderbilt University Medical Center, Nashville, USAらのグループは、LIBRA-seq 技術を用いてスクリーニングすることで、SARS-CoV-2に対して力価も高く変異にも強い抗体を得たと報告しています。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34592170/

SARS-CoV-2 Spikeに対する抗体を得るために、著者らは優れた抗体をスクリーニングするプロセスを簡易化するために、LIBRA-seqという方法を採用しています。LIBRA-seqは、B細胞受容体の遺伝子配列と抗原への反応性を1細胞レベルで高速に同時決定できる方法です。SARS-CoV-2 Spike抗原に特異的なB細胞は、RT-PCRで陽性とされ、感染3か月後において力価の高い中和抗体を持つとされるドナーから単離されました。

SARS-CoV-2 Spikeに対して高いLIBRA-seqスコアを示した73個のIgG+ B 細胞から、リコンビナントモノクロ抗体を作るための候補として9種が選別されました。疑ウイルスを用いたVSVアッセイで評価したところ、54042-4と名付けられた抗体が最も優れた力価を示し、IC50 = 9 ng/mLを得ました、更にこの抗体は、現存するSARS-CoV-2変異株に対して同等な中和能力を示しました。
54042-4 重鎖はSARS-CoV-2 RBDの443–447 残基に、54042-4 軽鎖は498–500 残基に結合していることが、cryo-EM を用いた構造解析から示されています。

免疫細胞へのSARS-CoV-2感染を引き起こす抗体依存性感染増強(ADE)は確かに存在している

The Institute of Medical Science, The University of Tokyoらのグループは、SARS-CoV-2の抗体依存性感染増強(ADE)はリアルに存在していると述べています。
https://journals.asm.org/doi/10.1128/mBio.01987-21

ウイルス感染は、主にはどんな細胞であっても特定の受容体を経由して起こります。しかし、抗体依存性感染増強(ADE)は、その代替感染メカニズムであり、抗体とIgG受容体(FcγRs)が感染に介在しています。

著者らは、ヒトのIgG受容体 FcγRs(FcγRIA、FcγRIIA、FcγRIIIA)やヒトのACE2(SARS-CoV-2の主たる感染受容体)を発現させたBHK細胞を用意しました。因みに、野生型のBHK細胞には、ACE2は発現していません。そのBHK細胞を、ルシフェラーゼを発現させた水泡口炎ウイルス(VSV)からVSVの遺伝子を除き、代わりにSARS-CoV-2 Spikeに遺伝子を導入した疑似ウイルス(VSV-SARS2-S)で感染させました。

BHK-hACE2 細胞はVSV-SARS2-Sに感染しましたが、BHK-FcγRIA、BHK-FcγRIIA、BHK-FcγRIIIA 細胞らはACE2の発現を欠く為か、感染しませんでした。しかしながら、COVID-19の回復期患者の血漿をVSV-SARS2-Sとインキュベートさせると、2種のIgG受容体(FcγRIIA と FcγRIIIA)が抗体依存性感染増強(ADE)をACE2の存在下で引き起こしました。

そしてまた、SARS-CoV-2感染がマクロファージにおいても回復期患者の血漿で増強されることも示されました。

HPAレクチンが、リンパ腫の診断のみでなく、治療にも使える可能性がある

Faculté de Pharmacie, Université Paul, Sabatier, Toulouse, Franceらのグループは、Helix pomatia lectin (HPA) レクチンは、癌マーカー(Tn-抗原)の診断ツールとしてのみでなく、治療にも使える可能性があると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8431231/

Morniga G と HPA レクチンは、Tn-抗原にアフィニティーを持つということで良く知られています。著者らは、過去に、Morniga Gレクチンがヒト白血病細胞に発現するTn-抗原に良く結合し、腫瘍細胞のアポトーシスを誘導し、更には、Tn-抗原が発現していない末梢血リンパ球には影響を及ぼさないということを示していました。しかしながら、腫瘍細胞のTn-抗原に結合するHPA レクチンの機能については、ほとんど情報がありませんでした。

この論文においては、著者らは初めて、HPAがヒト白血病細胞やマウスEL4 T-細胞リンパ腫に対してアポトーシスを誘導することを示しました。マウスにおいては、EL4細胞に対して、HPAは明らかにMorniga Gよりも毒性が強く、HPAが健全なリンパ球に対して毒性を示さないことも示されました。このことは、HPAが腫瘍の診断ツールとしてのみでなく、治療目的にも使える可能性を大いに示していると考えられます。今後の進展が期待される内容です。

トマトとセロリを間作するとトマトが良く育つ:間作の根圏バクテリアへの影響について

Gansu Agricultural University, Lanzhou, Chinaらのグループは、トマトの根圏バクテリアに対するトマトと他の野菜との間作の影響について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8459948/

著者らは、トマトを連作した場合をコントロールとし(CK)、キャベツとトマト(B)、インゲン豆とトマト(D)、そしてセロリとトマト(Q)らの間作がトマトに与える影響と、根圏バクテリアの関係性について議論しています。

トマトの葉の光合成パラメーター(細胞間CO2濃度、蒸散速度、気孔コンダクタンス、正味の光合成速度)は、トマトを連作した場合に比べて、レタスとトマトの輪作で高くなっていました。その時の根圏バクテリアの変化に対しては、レタスとトマトの連作において、Actinomycetaiesが顕著に減少し、Actinobacteria、Anaerolineaceae、Hyphomicrobiumらが顕著に増加していました。

SARS-CoV-2 Spikeタンパク質のO-型糖鎖修飾の違いについて

West China Hospital, Sichuan University, Chengdu, Chinaらのグループは、SARS-CoV-2 Spikeタンパク質のO-型糖鎖修飾について報告しています。
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2021.689521/full

著者らは、SARS-CoV-2 Spikeタンパク質を昆虫細胞と人の細胞で発現させた場合の違いについて研究しています。昆虫細胞の場合には23か所にO-型糖鎖修飾が見られ、人の細胞の場合には30か所にO-型糖鎖修飾が見られました。そしてまた、人の細胞の場合には、それらの大半がシアル酸修飾を受けていることが分かりました。宿主細胞のタイプによって、SARS-CoV-2 Spikeの糖鎖修飾が変化することがクリヤに示されています。

FIB-4(肝臓の繊維化指標)がSARS-CoV-2の死亡率と良く相関している

Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, USAらのグループは、FIB-4(肝臓の繊維化指標)がCOVID-19の死亡率と良く相関する独立した指標となり得ることを示しました。
https://aasldpubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hep4.1650

合計202名のコホート研究からの成果です(87名がMassCPRコホート、115名がBWHコホート)。
FIB-4 という肝臓の繊維化指標は、下記によって定義されるものです、
FIB-4=(Age(year)xAST(U/L)/(PLT(100/uL)x√ALT(U/L))

ロジスティック回帰分析より、FIB-4 が高くなるほどCOVID-19の死亡率と相関していることが示されました:OR = 1.75 (95% CI, 1.37, 2.23; P < 0.001)。性、BMI、民族、高血圧、糖尿病、レムデシブルの投与、肝臓疾患らを勘案して再計算された結果もほぼ同様の値を示しました (adjusted OR = 1.79; 95% CI, 1.36, 2.35; P < 0.001)。 結論として、入院時に測定されたFIB-4がCOVID-19による死亡を予測する上で、独室した優れた指標となることが示されました。

バチルス菌(Bacillus cabrialesii BH5)は、トマト灰色カビ病を抑えるのみでなく、トマトの成長も助ける

Department of Molecular Genetics, University of Groningen, Groningen, Netherlandsらのグループは、バチルス菌(Bacillus cabrialesii BH5)が、トマト灰色カビ病を抑えることを報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8441496/

今日、植物の成長を助ける根圏細菌(PGPR)を農業に応用するという研究例が益々増加傾向にあり、こういった手法が植物の疾患制御に対する正攻法として認知されつつあります。PGPRは、植物に必要な栄養素を土壌から利用できる形にしたり、植物のホルモン分泌を手助けするという作用のみならず、植物の各種の病原菌に対する免疫力強化を手助けしたり、抗菌物質を分泌することによって植物の成長にもプラスの影響を与えます。

本研究では、健康なトマトの根圏から単離されたバチルス菌(Bacillus cabrialesii BH5)が産生するfengycin Hと名付けされた抗菌物質が、トマト灰色カビ病など真菌病原菌に対する優れた抗菌作用を示すことが報告されています(下図参照)。

(BH5が産生した(fengycin H) による抗菌作用、灰色カビ病(Botrytis cinerea)に対して優れた阻害効果を示すことが分かる)

更には、Bacillus cabrialesii BH5が、トマトのジャスモン酸シグナル経路を活性化し、Botrytis cinerea に対する耐性を強化することも示されました。ジャスモン酸シグナル経路は、植物の病原菌に対する免疫反応のひとつであります。実際、ジャスモン酸シグナル経路に関係するSlLoxD遺伝子が、fengycin HやBH5の処理によって、48~96時間後に顕著に発現上昇していることが確認されました。

バチルス菌(Bacillus cabrialesii BH5)の処理がトマトの成長に与える影響については、根のシュート長や重さを計ることによって確認され、コントロールに対して顕著に成長が増進していることも確認されました。

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