拡散性シグナル因子

拡散性シグナル因子（DSF）は、いくつかのグラム陰性細菌に見られ、バイオフィルムの形成、運動性、病原性、抗生物質耐性に関与している。^{[ 1 ]} Xanthomonas campestrisは、DSFを持つことが知られている最初の細菌である。^{[ 1 ]} DSFの合成は、RpfFおよびRpfB酵素で見ることができる。^{[ 2 ]} DSFシグナル伝達機構の理解は、さらなる疾患制御につながる可能性がある。^{[ 3 ]}

拡散性シグナル因子は、特定の細菌種内で 4 つの主要な生物学的機能に寄与することがわかっています。運動性、病原性因子、抗生物質耐性、そして最も重要なバイオフィルム形成の調節において重要です。^{[ 1 ]}細菌は、資源を共有し、危害から身を守る多微生物コミュニティを形成することができ、これはバイオフィルムとして知られています。細菌は拡散性シグナル因子を使用して、周囲の異種にバイオフィルムが形成され始めていることを伝え、病原性因子の合成を開始します。^{[ 4 ]}拡散性シグナル因子は、クオラムセンシングを使用して、異種間および異界間で情報を共有します。このような異種間種の例は、P. aeruginosa がDSF を使用して自身のバイオフィルムを分散させる場合だけでなく、Escherichia coli、Klebsiella pneumoniae、Proteus mirabilis、Streptococcus pyogenes、Bacillus subtilis、Staphylococcus aureus、酵母Candida albicans などの他の種を分散させる場合にも見られます。^{[ 5 ]}

DSFは、共有されると異なる種の病原性を高めることもわかっています。これは、Burkholderia cenocepaciaとStenotrophomonas maltophiliaの拡散性シグナル因子がPseudomonas aeruginosaに受け取られ、嚢胞性線維性気道内の細菌の抗生物質に対する耐性を高める場合に見られます。^{[ 4 ]}しかし、拡散性シグナル因子の相互作用がすべて細菌にとって有益であるとは限りません。Bacillus属などのグラム陽性細菌がグラム陽性細菌から拡散性シグナル因子を受け取ると、内生胞子の栄養体への遷移が停止し、細菌が死滅する可能性があります。共有された拡散性シグナル因子は、他の種を抗生物質に感受性にする可能性もあります。^{[ 6 ]}

DSFはシス不飽和脂肪酸です。DSFは、標的細胞で遺伝子発現を活性化または抑制することにより、遺伝子を介して機能することもできます。拡散性シグナル因子がその受容体に結合すると、最終的に転写因子の活性化につながるシグナル伝達カスケードを開始できます。キサントモナス属に見られるX. campestris pv. campestrisでは、酵素合成を制御する遺伝子が最初に発見され、RpfF、RpfC、およびRpfGの機能をさらに特定するために使用されました。^{[ 7 ]}これらの因子は、シグナル伝達経路の性質と細胞環境に応じて、特定の遺伝子の発現を促進または阻害することができます。