オートインデューサー-2

オートインデューサー-2 ( AI-2 ) は、名前が示すようにクオラムセンシングで使用されるシグナル伝達分子ファミリーのメンバーであるオートインデューサーであるフラノシルボレートジエステルまたはテトラヒドロキシフラン (種によって異なる) です。^{[ 1 ]} AI-2 は、ホウ素を取り込むことが知られている数少ない生体分子の 1 つです。海洋細菌Vibrio harveyiで最初に同定されたAI-2 は、多くのグラム陰性およびグラム陽性細菌によって生成および認識されます。^{[ 2 ] [ 3 ]} AI-2 は、酵素的に生成される4,5-ジヒドロキシ-2,3-ペンタンジオンとホウ酸の反応によって生成され^{[ 4 ]} 、ビブリオ科の 2 成分センサーキナーゼ LuxPQ によって認識されます。

AI-2 は、腸内細菌科やPasteurella、Photorhabdus、Haemophilus、Bacillusなどの他のいくつかの細菌分類群では Lsr ABC 型トランスポーターによって細胞内に能動的に輸送され、^{[ 5 ]}細胞内でLsrKによってリン酸化されます。次に、リン酸化 AI-2 は転写抑制タンパク質 LsrR に結合し、その後 lsr オペロンのプロモーター/オペレーター領域から解放され、lsr遺伝子の転写が開始されます。AI-2 シグナル伝達は、 lsrオペロンを介してグルコースと cAMP/CRP によっても制御されます。グルコースが存在する場合、低レベルの cAMP/CRP はlsrオペロン ( lsrABCDFG ) の発現をほとんど起こしません。グルコースがない場合、 lsr の発現を刺激するには cAMP-CRP が必要ですが、誘導物質であるリン酸化 AI-2 がない場合、LsrR はその発現を抑制します。 AI-2が蓄積すると、LsrABCDを介してより多くのAI-2が取り込まれ、LsrKを介してリン酸化され、lsr転写の抑制が解除され、さらに多くのAI-2の取り込みが可能になります。^{[ 6 ]}

AI-2が普遍的なシグナルであるという地位については疑問が呈されている。AI -2産生に関与するタンパク質をコードするluxS遺伝子は広く分布しているが、後者は主にS-アデノシル-L-メチオニンのリサイクルにおける主要な代謝的役割を果たしており、AI-2はその過程の副産物である。^{[ 7 ]}明らかにAI-2に関連する行動は、既知のAI-2受容体遺伝子を持つ生物に主に限られていることがわかった。^{[ 8 ]}したがって、一部の細菌がAI-2に反応することは確かに事実であるが、それが常にシグナル伝達の目的で産生されているかどうかは疑わしい。

細菌やタイトジャンクションの破壊に反応して、哺乳類の細胞上皮細胞はクオラムセンシングを誘発するAI-2模倣体を合成し、上皮の治癒を助けることが知られている腸内微生物を動員する上で重要な役割を果たす可能性があることがわかっています。これらの発見を報告する中で、研究者らは、彼らの結果は「AI-2細菌クオラムセンシングシステムを介して真核細胞と細菌の間で異種間コミュニケーションが起こることを示唆している」と述べています。 ^{[ 9 ]}