サンゴが病原細菌を撃退する抗菌ペプチドを発見~温暖化で増加する感染症の予防・管理に向けた新たな手がかり~

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2025-08-21 東京大学,東京海洋大学

東京大学と東京海洋大学の研究グループは、造礁サンゴ「コユビミドリイシ」の粘液中から、新規抗菌ペプチド「ディジティフェリン」を発見しました。ディジティフェリンは、地球規模でサンゴの感染症を引き起こす病原性ビブリオ(Vibrio coralliilyticus)を殺菌する世界初の抗菌ペプチドです。構造解析や電子顕微鏡観察から、正に帯電した両親媒性ペプチドが細菌膜に結合して穴を開ける仕組みが確認されました。また、ディジティフェリンは海水より低塩分の粘液中で特異的に抗菌活性を示し、実験でも低塩条件下で病原性ビブリオを減少させることが実証されました。免疫染色の結果、このペプチドは外胚葉の上皮細胞から粘液中へ分泌されていることが分かりました。本研究は、サンゴが自然免疫を介して感染症に抵抗する仕組みを解明した初の成果であり、感染症予防・診断やサンゴ礁保全の新たな戦略構築につながると期待されます。

サンゴが病原細菌を撃退する抗菌ペプチドを発見~温暖化で増加する感染症の予防・管理に向けた新たな手がかり~大潮で水面から露出したサンゴが大量に粘液を放出している様子

<関連情報>

全球的な海洋病原体ビブリオ・コラリリティカスに対する殺菌活性を有するサンゴ由来ペプチド A coral peptide with bactericidal activity against a global marine pathogen, Vibrio coralliilyticus

Kako Aoyama ∙ Masahiko Okai ∙ Nobuhiro Ogawa ∙ … ∙ Masami Ishida ∙ Koji Inoue ∙ Toshiyuki Takagi
iScience  Published:August 20, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.113286

Highlights

  • A coral peptide, digitiferin, kills pathogenic bacteria that threaten reef health globally
  • Corals secrete digitiferin into mucus to block invading pathogens at the epithelial surface
  • Digitiferin is active against Vibrio coralliilyticus under low-salt conditions in the mucus
  • Salt sensitivity may explain why other coral AMPs are ineffective against Vibrio pathogens

Summary

Rising seawater temperatures weaken coral immunity and increase the virulence of the coral pathogen Vibrio coralliilyticus. Here, we identified digitiferin, an antimicrobial peptide (AMP), in the coral, Acropora digitifera. Recombinant digitiferin showed antibacterial activity against both Gram-positive and -negative bacteria. A 3D structural model and microscopic observations revealed that digitiferin damages bacterial surfaces. However, initial growth inhibition tests in 1.5% (w/v) NaCl showed no effect on pathogens. We found that digitiferin is secreted into mucus, where NaCl concentrations are lower than in seawater. Hence, we hypothesized that it is active against pathogens in low-salt environments. By re-evaluating under low-salt conditions, we discovered that digitiferin kills Vibrio species. Digitiferin homologs were found in multiple coral species, suggesting that digitiferin may serve as a first-line defense mechanism and determine disease susceptibility in corals. These findings enhance our understanding of coral-pathogen interactions and will facilitate the development of techniques to overcome Vibrio disease.

生物化学工学
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