バイオフィルム・マトリソーム構造化された微生物群集の細胞外成分

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Trends Microbiol..2020 Aug;28(8):668-681. S0966-842X(20)30087-1. doi: 10.1016/j.tim.2020.03.016.Epub 2020-04-21.

バイオフィルム・マトリソーム構造化された微生物群集の細胞外成分

Biofilm Matrixome: Extracellular Components in Structured Microbial Communities.

L Karygianni
Z Ren
H Koo
T Thurnheer

PMID: 32663461 DOI: 10.1016/j.tim.2020.03.016.

抄録

バイオフィルムは、3次元の細胞外マトリックスに埋め込まれた微生物群集で構成されている。マトリックスは、バイオフィルムのライフスタイルと病原性のユニークな属性に寄与する細胞外高分子物質（EPS）の複雑な配列で構成されています。化学的にも機能的にも多様な生体分子のこのアンサンブルは、「マトリックスーム」と呼ばれている。EPS マトリクス形成の構成とメカニズム、およびバイオフィルムの生物学、機能、微小環境におけるその役割が明らかにされつつある。この観点から、バイオフィルムの発生、物理化学的特性、病原性における「マトリックスーム」の多面的な役割について、最近の進歩に焦点を当てる。マトリソームのようなバイオフィルム特有の状態を標的とすることで、正確かつ効果的な抗バイオフィルムアプローチが可能になることを強調している。また、ポリ微生物バイオフィルムに関する限られた知識と、多くのヒト感染症に関連する混合群集におけるEPSマトリックスのより詳細な解析の必要性についても議論する。

Biofilms consist of microbial communities embedded in a 3D extracellular matrix. The matrix is composed of a complex array of extracellular polymeric substances (EPS) that contribute to the unique attributes of biofilm lifestyle and virulence. This ensemble of chemically and functionally diverse biomolecules is termed the 'matrixome'. The composition and mechanisms of EPS matrix formation, and its role in biofilm biology, function, and microenvironment are being revealed. This perspective article highlights recent advances about the multifaceted role of the 'matrixome' in the development, physical-chemical properties, and virulence of biofilms. We emphasize that targeting biofilm-specific conditions such as the matrixome could lead to precise and effective antibiofilm approaches. We also discuss the limited knowledge in the context of polymicrobial biofilms, and the need for more in-depth analyses of the EPS matrix in mixed communities that are associated with many human infectious diseases.