化学と生物 Vol. 50, No. 4, 2012 241
今日の話題
ラムで分子量分画した試料を化学発光窒素検出器に送り 込み，窒素の分子量分布を測定する方法（サイズ排除高 速液体クロマトグラフィー/化学発光窒素分析法；HP- SEC-CLND）である．その結果から，土壌の水抽出物 の有機態窒素の分子量は，数千Da 〜数十万Daの広い 範囲に分布しており，分子量毎にUV280 nm吸収やフル ボ酸様蛍光 （Ex. 340 nm, Em. 440 nm） の強さが異なっ ていることが明らかになった（図1）．したがって，土 壌の80℃・16時間水抽出物は分子量と分光学的性質が 異なる複数の有機態窒素集団から構成されていると考え られる（8）．また，地力窒素の高い堆肥連用土壌と地力窒 素の低い化学肥料連用土壌の抽出物を比較すると，数万 Da程度の有機態窒素が堆肥連用土壌に多く含まれてい ることもわかってきた．一方，河川の溶存有機物につい ても，液体クロマトグラフィー/有機態炭素分析/有機態 窒素分析法 （LC-OCD-OND） によって，分子量の異なる 複数の有機物が存在していることが報告されている（9）． 今後は，これらの有機態窒素集団の個々の土壌中での分 解・蓄積特性を明らかにすることによって，地力窒素の
動態を知ることが可能となるであろう．また，有機態窒 素のアミノ酸組成やそれに結合する有機物・無機物の組 成の解析により，その存在形態や起源物質の実体が明ら かになることが期待される．
1） 森泉美穂子，松永俊朗：日本土壌肥料学雑誌，80, 304
（2009）.
2） X. C. Wang & C. Lee : , 44, 1 （1993）.
3） M. Kleber, P. Sollins & R. Sutton : , 85, 9
（2007）.
4） H. Knicker & P. Hatcher : , 84, 231
（1997）.
5） A. Piccolo : , 75, 57 （2002）.
6） S. Matsumoto, N. Ae & M. Yamagata : , 46, 139 （2000）.
7） 上薗一郎, 加藤直人, 森泉美穂子：日本土壌肥料学雑誌，
81, 39 （2010）.
8） M. Moriizumi & T. Matsunaga : , 57, 185 （2011）.
9） S. A. Huber, A. Balz, M. Abert & W. Pronk : , 45, 879 （2011）.
（森泉美穂子，松永俊朗，農業・食品産業技術総合研 究機構中央農業総合研究センター）
病原真菌 Candida glabrata におけるステロール輸送の生理的役割
血清からのコレステロール取り込みが病原性に必須か？
生物にとってステロールは，細胞膜を形成し様々な生 理活性をもつ必須な脂質であるが，合成過程において酸
素が必要である．出芽酵母 は，
好気条件ではエルゴステロール（哺乳類でのコレステ ロールに相当する）を合成し，細胞外にステロールが存 在しても取り込んで利用することはないが，嫌気条件下 でエルゴステロール合成が抑制されると，細胞外ステ ロールの取り込みが観察されるようになる．
は，ステロール合成が可能な条件では「栄養」とな りうる細胞外ステロールを排除して，自身のステロール 合成のみで生育するという戦略でステロール恒常性を維 持していると考えられる．
人間に感染症をひき起こす病原真菌
は と遺伝的に近縁種であるとされており，
遺伝子やステロール代謝機構に関しても多くの共通性が 認められるが，筆者らは が自身のエルゴス テロール合成が可能な状態でも血清を添加すると血清由 来 の コ レ ス テ ロ ー ル を 取 り 込 む こ と を 見 い だ し
た（1）．ここでは， 固有のステロール取り込 み機構と，生理機能との関連について考察する．
で は，嫌 気 条 件 で 特 異 的 に 発 現 す る ATP-binding cassette （ABC） タンパク質スーパーファ ミリーに属するAus1pまたはPdr11pが細胞外ステロー ルの取り込みに必須であることが示されている．また，
Aus1pおよびPdr11pによるステロールの取り込みが ATP依存的であることから，これらのタンパク質は他 の基質排出型のABCタンパク質 （floppase） とは反対 に，細胞外由来のステロールを細胞膜外葉から細胞膜内 葉に能動的に移動させる （flippase） と推測される（2）． 細胞膜内葉まで到達した細胞外由来ステロールは，Osh
（oxysterol binding protein homolog） タンパク質によっ て小胞体に輸送され，アセチル化，エステル化などの修 飾を経て，その後の輸送経路が決定されるが，小胞体ま でのステロール輸送経路と比較して小胞体以降のステ ロール輸送については未解明な部分が多い．
筆者らの研究グループは，① 感染患者か
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らステロールを合成できないステロール要求性変異株が 分離される（3），②マウス感染実験モデルにおいてエルゴ ステロール合成に必須である遺伝子のノックダウン株が 野生型と同程度の臓器定着率を示す（4），という研究報告 をもとに，細胞外ステロール取り込みが感染時の
のステロール恒常性維持と生育（病原性）に必 須であるという仮説を立てて，研究を行なってきた．
Tween80 : EtOH （1 : 1） に溶解させたコレステロール を培地に添加して へのステロール取り込み を検討したところ， と同様に嫌気条件下で しか細胞外ステロールの取り込みは観察されなかった．
しかし，前述のように宿主由来のステロール源として，
血清を培地に添加するとエルゴステロールが合成できる 好気条件においても からコレステロールが 検出された．また，血清添加によって の オルソログ遺伝子 （ ） の発現量が10倍以 上に増加し， をノックダウンした変異株では血 清からのコレステロール取り込みが減少することを明ら かにした．血清からのコレステロール取り込み活性化は
では観察されなかったことから，
と のステロール取り込み調節は，通常の 実験室で用いる培地では相違はないが，血清に含まれる 何らかの因子が， においてのみステロール 取り込みを活性化することが予想された．
血清添加以外に，どのような因子が にお いて の発現を誘導し，ステロール取り込みが 活性化されるのかを明らかにするために，ステロール取 り込みを活性化するような種々のストレス条件のスク リーニングを行なった．その結果，アポトランスフェリ ンまたは鉄キレート分子を添加し鉄欠乏条件にすると，
の発現が誘導され，細胞外ステロール取り込み が活性化されることを見いだした．一方で，血清によっ てステロール取り込みが活性化された状態にFeCl3を添
加すると， の発現誘導および細胞外ステロール 取り込みが抑制された．以上の結果より，
は血液中すなわち宿主感染時に，鉄欠乏が引き金となっ て の発現が上昇し，ステロール取り込みが活 性化されるものと推測された．鉄はステロール合成の複 数の反応における必須微量元素であり，鉄欠乏はステ ロール欠乏をひき起こす．したがって，鉄欠乏条件で不 足するステロールを補うために細胞外からのステロール 取り込みが活性化されるのは理に適っている．
また，筆者らはマウス感染実験において
ノックダウン 変異株の臓器定着率が野生型 株よりも低下することを見いだした．この結果は，ステ ロール取り込み活性が の宿主体内での生存 に有利に働くことを示唆しており，筆者らが最初に想定 した仮説の妥当性を支持するものである．
は消化管内に常在する真菌であり，臓器 移植や抗癌剤治療に伴い免疫が低下すると消化管から血 管へと移動して血行性の播種性感染をひき起こす．消化 管内の遊離鉄濃度は比較的高い一方，血液中の遊離鉄濃 度はトランスフェリンやフェリチンなどの鉄結合タンパ ク質の作用によって極端に低く抑制されている（図1）． 筆者らが見いだした鉄欠乏による のステ ロール取り込みの活性化は，播種性感染をひき起こすた めに必要な環境適応の一つであると考えられ，ステロー ル取り込みを抑制するような化合物を開発できれば，新 たな真菌感染症治療薬となりうるかもしれない．
1） H. Nakayama : , 60, 1264
（2007）.
2） Y. Li & W. A. Prinz : , 279, 45226 （2004）.
3） K. C. Hazen, J. Stei, C. Darracott, A. Breathnach, J. May
& S. A. Howell : 52, 35
（2005）.
4） H. Nakayama, M. Izuta, N. Nakayama, M. Arisawa & Y.
Aoki : , 44, 2411 （2000）.
（田辺公一，国立感染症研究所）
図1■ の 宿 主 体 内におけるステロール代謝調節モデ ル
