歯科医院の給水ラインから分離された緑膿菌のゲノム解析から、挿入配列ISPa11がカオトロピック・エレメントであることが明らかになった

Genomic characterisation of environmental Pseudomonas aeruginosa isolated from dental unit waterlines revealed the insertion sequence ISPa11 as a chaotropic element.

抄録

緑膿菌は驚くべき適応能力を持ち、様々な環境に生息することが知られている。歯科用ユニットウォーターライン（DUWL）からの環境分離株に関する最近の研究では、遺伝的に2つのグループにクラスター化することが示唆された。クラスターIIIと名付けられたこれらのグループの1つからの分離株は、バイオフィルム産生の増加など、環境分離株としては珍しい表現型を持っていることが示された。より詳細な生態学的見解を得るため、特にクラスターIIIからの分離株について、DUWLからの16株を含む39株の全ゲノムの塩基配列を決定した。抗生物質耐性と分泌系遺伝子の含有量の調査に加え、分子系統学的解析により、16の環境分離株が2つのグループに分かれていることが確認され、また分離株の系統学的位置と血清型の相関関係も明らかになった。クラスターIIIの分離株は、O-特異的抗原生合成クラスターに挿入された挿入配列ISPa11と、クオラムセンシングのマスターレギュレーターをコードする遺伝子lasRを保有していた。主要な制御因子を調べたところ、もう一つの切断遺伝子gacSが見つかった。lasRとgacS遺伝子の変異は、表現型アッセイでそれらの不活性化が確認されたことと一致した。これらの結果は、緑膿菌の生態適応能力に関する新たな視点をもたらすものである。

The bacterium Pseudomonas aeruginosa is well known to have a remarkable adaptive capacity allowing it to colonise many environments. A recent study on environmental isolates from dental unit waterlines (DUWLs) hinted at a genetic clustering into two groups. Isolates from one of these groups, named cluster III, were shown to have unusual phenotypes for environmental isolates, such as an increased biofilm production. To have a better ecological view, more specifically on isolates from cluster III, the complete genomes of 39 isolates including 16 from DUWLs were sequenced. In addition to an investigation of antibiotic resistance and secretion system gene content, a molecular phylogeny allowed confirmation of the split of the 16 environmental isolates in two groups and also sheds light on a correlation between the phylogenetic positions and the serotypes of the isolates. Isolates from cluster III harboured insertion sequences ISPa11 inserted into the O-specific antigen biosynthesis clusters and the gene lasR, encoding for a master regulator of the quorum sensing. Investigation of key regulators revealed another truncated gene, gacS. Alteration in lasR and gacS genes was consistent with phenotypic assays confirming their inactivation. These results bring new perspectives regarding the ecological adaptive potential of P. aeruginosa.