細菌が抗生物質から回復する仕組みを解明(Nature Microbiology | Unlocking How Bacteria Bounce Back After Antibiotics)

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2025-09-02 北京大学(PKU)

Web要約 の発言:
武漢大学、英国ヨーク大学、北京大学の国際研究チームは、大腸菌をモデルに「持続菌(persister bacteria)」が抗生物質から生き延びる仕組みを解明しました。研究によれば、持続菌はATP枯渇など長期ストレス下でアグリソーム(膜を持たない液滴)を形成し、その内部にmRNAを濃縮・保護します。これによりリボヌクレアーゼの侵入を防ぎ、ストレス解除後に素早いタンパク質合成と成長再開が可能になります。アグリソームを阻害すると回復が遅延することも確認されました。この成果は、慢性・再発感染の主要因とされる持続菌に対する新規治療標的を提供し、抗生物質治療の限界克服に寄与すると期待されます。研究成果はNature Microbiology誌に掲載されました。

<関連情報>

大腸菌におけるストレス下でのmRNA保護機構としてのアグレソーム Aggresomes protect mRNA under stress in Escherichia coli

Linsen Pei,Yujia Xian,Xiaodan Yan,Charley Schaefer,Aisha H. Syeda,Jamieson A. L. Howard,Wei Zhang,Hebin Liao,Fan Bai,Mark C. Leake & Yingying Pu
Nature Microbiology  Published:19 August 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41564-025-02086-5

細菌が抗生物質から回復する仕組みを解明(Nature Microbiology | Unlocking How Bacteria Bounce Back After Antibiotics)

Abstract

Membraneless droplets formed through liquid–liquid phase separation of ribonucleoprotein particles contribute to mRNA storage in eukaryotic cells. How such aggresomes contribute to mRNA dynamics under stress and their functional role are less understood in bacteria. Here we used multiple approaches including live-cell imaging, polymer physics modelling and transcriptomics to show that prolonged stress leading to ATP depletion in Escherichia coli results in increased aggresome formation, compaction and selective mRNA enrichment within these aggresomes. Longer transcripts accumulate more in aggresomes than in the cytosol. Mass spectrometry and mutagenesis studies showed that mRNA ribonucleases are excluded from aggresomes due to electrostatic repulsion arising from their negative surface charges. Experiments with fluorescent reporters and disruption of aggresome formation showed that mRNA storage within aggresomes promoted rapid translation reactivation and is associated with reduced lag phases during growth after stress removal. Our findings suggest that mRNA storage within aggresomes confers an advantage for bacterial survival and recovery from stress.

医療・健康
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