大腸菌/形質転換/

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大腸菌

関連情報	「Ｏ-157」「下痢」「乳酸菌」「細菌」

腸内フローラ	１００兆人間の腸内に住み着いている細菌のことを大腸菌といいます。大腸を中心に１００種類、１００兆以上にのぼり、合計１ｋｇ以上にもなります。菌群を花畑にたとえて『腸内フローラ（菌そう）』とも呼びます。健康維持に働く善玉菌の乳酸菌群と有害な悪玉菌の大腸菌や腐敗菌群がバランスを取りながら共存しています。最も優勢な善玉菌がビフィズス菌で、健康な成人では腸内細菌の１５～３０％を善玉菌が占めています。・老化やストレス、・肉食に偏った食事、・運動不足などによって悪玉菌が優勢になると、便秘や下痢を繰り返しやすくなる。さらに発ガン物質まで作ることになる。
体内で調達	栄養を体内で調達「大腸菌は栄養素の少ない環境では体内の古いタンパク質を分解、生命に維持に不可欠なアミノ酸を自己調達する仕組みを持っていたことを広島大学と米スタンフォード大学の研究者が明らかにした。大腸菌は栄養素のアミノ酸が不足した環境でも増殖できるが、その秘密が分かっていなかった。広島大の黒だ章夫助教授らは、大腸菌内にある高分子のポリリン酸がタンパク質の中から古くなったものを選び出してアミノ酸に分解するリサイクルをしていることを見つけた。ポリリン酸は通常は菌内にわずかにしかないが、周囲のアミノ酸が少なくなると１００倍以上に増え、普段は分解しないタンパク質を分解していた。新たに作られたアミノ酸はアミノ酸合成酵素を作り出すのに使われ、この酵素が働くとアミノ酸の自己調達が可能になる。」
ベロ毒素	大腸菌３０種類がベロ毒素つくる「理化学研究所培養生物部の辨野義己・分類室長によると、人間の便１gには約４００種類、１兆個の細菌がいる。このうち大腸菌は、１０万個～１億個程度だ。大腸菌の細胞壁には、リポ多糖体と呼ばれる糖鎖と脂質で出来た「ひげ」があり、大腸菌はその血清型(Ｏ抗原)によって分類される。さらに、鞭毛の血清型(Ｈ抗原)によっても細かく分けられている。国立予防衛生研究所の渡辺治雄・細菌部長によると、Ｏ抗原は１７３種類見つかっている。人間の腸内で最も多いのは、[Ｏ1][Ｏ18]など。　ベロ毒素を作り出す能力のある大腸菌は約３０種類。このうち最も多いのが[Ｏ157Ｈ7]で、ベロ毒素が原因の下痢患者の便からは80%の確率で検出されている。他には、[Ｏ26][Ｏ111][Ｏ128][Ｏ145]など。Ｏ1の中でも、[Ｏ1Ｈ20]など、Ｈ抗原によってはベロ毒素をつくるものがある。溶血性尿毒症症候群などを起こす[Ｏ-157]のベロ毒素は[ＶＴ1][ＶＴ2]に大別され、ＶＴ1は志賀赤痢菌の毒素とアミノ酸配列が同じとされる。
高圧下で	高圧下で遺伝子活発「普段、地上の大気圧(1気圧)の下で暮らしている大腸菌を深海と同じような高圧に晒すと、突然活発に働き出す遺伝子があることを、海洋科学技術センター(横須賀市)の深海微生物研究グループが見つけた。圧力に反応する遺伝子が地上の微生物で見つかったのは初めてで、生命が深海で誕生したとする学説を裏付ける研究として注目されている。」
ナノチューブ	束になった単層カーボンナノチューブが大腸菌の細胞壁に突き刺さり大腸菌を殺した。米エール大の成果。
分裂	狭くても 2009年、オランダのデルフルト工科大学のチームは、大腸菌や枯草菌が、自分の体の直径の半分以下の狭い溝に閉じこめられも、通常と同じ速度で分裂し、成長することを確認した。研究チームは、シリコンチップの上に50ﾏｲｸﾛ㍍以下の細い溝を作り、底に蛍光標識をくっつけた大腸菌や枯草菌を泳がせた。通常の環境では、大腸菌や枯草菌は自分の直径より30％以上太い溝を選んで泳ぐ。だが、自分の体の直径より細い溝に押し込めると、細菌は泳ぐのを止め、分裂し始める。溝の形のサイズにそった扁平な形に成長した。
形質転換	2011年、奈良女子大学の前田純夫准教授らは、細菌が菌の外にある遺伝子を取り込む「形質転換」が、大腸菌同士で頻繁に起きている可能性があることをみつけた。成果は米科学誌プロスワン（電子版）に掲載。細菌の形質転換は、細胞外にあるＤＮＡを細菌が取り込み、内部でその外来のＤＮＡを機能させる。こうした転換をくり返し、進化や環境に適応してきたと考えられる。遺伝子組み換え実験では、人工的に形質転換を起こしている。研究チームは複数の大腸菌を一緒に培養。菌に入れた人工のプラスミド（環状ＤＮＡ）が菌の外にいったん出て移動し、もう一方の菌の中に入り込む現象をみつけた。この形質転換は、大腸菌からフェロモンが放出されていると、10～1000倍も促進された。大腸菌を一緒に培養すると形質転換が起きやすくなるのが見つかったのは初めて。大腸菌の形質転換は、菌同士をパイプのような組織でつなぎ、その中をＤＮＡが移動する方法などが考えられてきた。今回の実験結果から、形質転換が実験室外の一般環境でも起こっている可能性が示せた。大腸菌を使った遺伝子組み換え実験も、より慎重に管理する必要性が出てきた。
バイオ燃料	2011年、米ライス大学の研究チームは、バイオ燃料の候補物質を合成する手法を新開発した。大腸菌の細胞内で、有機化合物を分解する代謝サイクルを逆方向に進行させ、バイオ燃料に使える脂肪酸などの有機化合物にする。同様の代謝経路は他の生物にも備わっている。詳細はネイチャー（電子版）に掲載された。大腸菌には、炭素を多く含んだ複雑な脂肪酸を、アセチルＣ0Ａと呼ぶ単純な有機化合物に分解する代謝サイクルがある。エネルギー源の物質などを加えると、脂肪酸のほか、カルボン酸、アルコールなどを効率よく合成できることを確かめた。