発表のポイント

• コレラはコレラ菌^（注1）が経口的に感染することによって起こる急性水様性下痢症であり、世界中で年間数百万人の患者がいるとされています。
• 本研究では、コレラ菌は光を受けると動きが活発になる傾向があることを発見しました。
• この反応ではコレラ菌が持つ光感受性の酵素（PAC）がcAMP^（注2）という情報伝達物質を増加させ、これがべん毛^（注3）の運動性を上昇させることを明らかにしました。
• コレラ菌の光への応答は、環境適応や感染成立の初期過程に関わる可能性があります。本成果は、水環境中における病原細菌の振る舞いの理解を深め、公衆衛生上のリスク評価にも新しい視点を与えます。

概要

コレラは、細菌の一種であるコレラ菌に汚染された水や食品の摂取の後、小腸に定着・増殖したコレラ菌がコレラ毒素を産生し大量の水様性下痢を引き起こす急性の感染症です。現在も世界各地で公衆衛生上の問題となっています。（図1-A）。

この細菌が感染を成立するためには、細菌自身の「動く力」が重要です。コレラ菌は、細長い「べん毛」という器官を回転させることで水の中を泳ぎます。これまで、細菌は温度、栄養、化学物質などの環境変化に応じて行動を変えることが知られていました。一方で、コレラ菌は河川や沿岸域など光の届く水環境に生息しているにもかかわらず、光にどのように応答するのかはほとんど分かっていませんでした（図1-B）。

琉球大学大学院医学研究科の許 駿 助教、山城 哲 教授、東北大学大学院工学研究科の中村 修一 准教授、東京大学大学院工学研究科の冨岡 倫太郎 研究員らの研究グループは、コレラ菌が光を感じて動きを変えるのか、またそのしくみは何かを詳しく調べ、その成果が米国科学アカデミーが発行する学術雑誌「PNAS」誌に掲載されました。

用語説明

（注1）コレラ菌

入江や河口などに存在する細菌 Vibrio cholerae のうち、特定の血清群（O1およびO139）に属し、コレラ毒素を産生するものをコレラ菌と呼び、ヒトに感染すると激しい下痢を引き起こします。単極のべん毛を使って水中を泳ぐことができます。

（注2）cAMP（cyclic AMP）

細胞の中で情報を伝える小さな分子の一つで、さまざまな生理機能を調節します。本研究では、光刺激を受けた後に増加し、コレラ菌の運動性を高める役割を果たします。

（注3）べん毛 (Flagellum)

細菌の体についている鞭のような構造です。根本の部分にモーターの役割を果たすタンパク質があり、これが回転することで推進力が生まれ細菌は水中を泳ぐことができます。

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