細菌の新たな生存戦略を解明 (A Subtle Difference Offers Insight Into Bacteria Survival Strategies)

ad

2026-07-02 カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)

米国カリフォルニア大学サンディエゴ校(UC San Diego)の研究チームは、細菌の生存戦略はモデル生物である**大腸菌(Escherichia coli)だけでは一般化できないことを明らかにした。大腸菌は環境が許す限り増殖速度を最大化する戦略をとるが、土壌細菌枯草菌(Bacillus subtilis)**は、増殖速度よりも将来の生存性を優先する異なる資源配分戦略を採用していた。研究では、タンパク質合成を部分的に阻害する条件下で両菌種を比較したところ、大腸菌はタンパク質合成装置であるリボソームを増やして増殖を維持する一方、枯草菌ではリボソーム量はほとんど増加せず、増殖を抑えて生存能力を確保することが判明した。この結果は、細菌ごとに進化した適応戦略が大きく異なることを示し、これまで大腸菌を基準としてきた細菌生理学の理解を見直す必要性を示唆している。さらに、細菌種ごとの資源配分機構を解明することで、抗菌薬耐性や薬剤耐性の獲得・持続メカニズムの理解、新たな抗菌戦略の開発につながる可能性が期待される。

<関連情報>

細菌におけるグローバル代謝フラックスとプロテオーム分配の分離 Decoupling of global metabolic flux and proteome partitioning in bacteria

Ryan Thiermann, Jin Yang, Aniket Zodage, Fukang She, […] , and Suckjoon Jun
Science  Published:18 Jun 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/science.aeb6410

細菌の新たな生存戦略を解明 (A Subtle Difference Offers Insight Into Bacteria Survival Strategies)
GTP-based control of proteome allocation and metabolic flux in bacteria.

Abstract

Bacteria regulate homeostatic growth by adjusting proteome composition. In Escherichia coli, this coordination is mediated by guanosine tetraphosphate and pentaphosphate, collectively termed (p)ppGpp, which couple amino acid supply with ribsosome production. We identified a distinct architecture in Bacillus subtilis, in which guanosine triphosphate (GTP), not (p)ppGpp, controls proteome allocation. Translational inhibition resulted in GTP depletion and suppressed amino acid biosynthesis through feedback inhibition without altering ribosome abundance, establishing a regulated decoupling between total amino acid flux and proteome composition, with flux deviating from proteome-based predictions. By artificially adjusting GTP concentrations, we recoupled flux and proteome, restoring growth to maximal amounts. The regulated suboptimality enables a trade-off to balance growth and stress resilience. Similar GTP-based strategies were present in other Firmicute species, indicating possible evolutionary conservation. Proteome composition and metabolic flux have distinct regulatory layers in some bacteria.

生物化学工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました