マルチスケールアプローチによるプロバイオティクス酵母LG-8へのPAO1の付着特性の解明

A Multi-Scale Approach to Investigate Adhesion Properties of PAO1 to LG-8, a Potential Probiotic Yeast.

• Ling Meng
• Siduo Zhou
• Xiao Xu
• Dian Li
• Yanfei Lin
• Fangxin Lyu
• Mingsheng Dong

抄録

本研究では、pHと塩分濃度を変化させた条件下で、PAO1のLG-8細胞への接着特性を調べた。その主なメカニズムは、マルチスケール顕微鏡法により明らかにされた。PAO1の生きた菌体への付着は1時間以内に起こり、0.5%以上の胆汁塩濃度では制限された。接着効率はpHが2.0から7.0まで上昇すると58.1%まで徐々に上昇し、pH9.0では48.2%まで低下した。しかし、死滅したLG-8は、同じpHと胆汁塩条件でPAO1を付着させるために、生きているものよりも有利であることがわかった。レーザー走査共焦点顕微鏡(LSCM)分析から、菌体の多糖類がPAO1の付着に寄与していることが示唆された。走査型電子顕微鏡（SEM）分析により、LG-8コーティングPAO1のシロップ状EPS（細胞外高分子物質）が一部のメカニズムであることが証明された。原子間力顕微鏡(AFM)では、接着の過程でLG-8表面の粗さが変化していることが示された。さらに、透過型電子顕微鏡(TEM)分析により細菌の台座状構造が観察され、細菌も接着過程に積極的に関与していることが示唆された。 LG-8は、食品産業や免疫不全患者におけるPAO1の制御の可能性があると考えられる。

This study investigated properties of PAO1 adhesion to LG-8 cells in variable pH and salt conditions. The primary mechanism was revealed by multi-scale microscopy technics. The adhesion of PAO1 to the living fungus occurred within 1 h and was limited at concentrations of bile salts higher than 0.5%. The adhesion efficiency gradually increased to 58.1% with the pH increasing from 2.0 to 7.0 and then decreased to 48.2% at pH 9.0. However, the dead LG-8 has an advantage over the living ones to adhere PAO1 in same pH and bile salt conditions. Optical microscopy showed that both unsterilized and sterilized LG-8 cells removed approximately one hundred fold bacteria in 4 h. Laser scanning confocal microscopy (LSCM) analysis indicated that polysaccharides of the fungus contributed to adhesion. Scanning electron microscopy (SEM) analysis proved that syrup-like EPS (extracellular polymeric substances) of LG-8 coating PAO1 was in part a mechanism. Atomic force microscopy (AFM) showed roughness of the LG-8 surface changed in the adhesion process. Furthermore, a pedestal-like structure of bacteria was observed by transmission electron microscopy (TEM) analysis, indicating that the bacteria were also actively involved in the adhesion process. LG-8 is a potential candidate for the control of PAO1 in the food industry and immunodeficiency patients.