活性酸素の解毒作用が、抗生物質に対するマイコバクテリウム・アブセサスの生存に寄与

マイコバクテリウム・アブセサス(Mabs)は、抗生物質に曝露されると、一部の細胞が「persistence cell」として長期間生存する。栄養飢餓などのストレスによっても抗生物質耐性が誘導されるが、その維持機構やストレスによる耐性誘導の詳細は不明であった。本研究では、Mabsに殺菌性抗生物質を投与し、トランスポゾン挿入配列決定(Tn-Seq)スクリーニングを実施した。その結果、自発的なpersistence cellとストレス誘導性耐性の両方で生存に必須な遺伝子が特定され、これらを遺伝子レベルで比較することが可能になった。解析により、カタラーゼ・ペルオキシダーゼであるkatGを含む、活性酸素種(ROS)の解毒に関わる複数の遺伝子が、栄養飢餓の有無にかかわらず生存に寄与することが判明した。さらに、殺菌性抗生物質は内因性のROSを生成し、低酸素状態は細菌の殺傷を阻害することも明らかになった。KatGは、転写または翻訳阻害剤への曝露後の生存に特異的に寄与したが、他のクラスの抗生物質では寄与しなかった。これらの発見は、一部の抗生物質の致死性がROSの蓄積によって増幅されること、そして抗生物質耐性細胞が生存するために解毒システムを必要とすることを示唆している。また、抗生物質によって誘発されるROSは、多様な生物における抗生物質の致死性を媒介する広範な役割を担っていることが示された。