ヒト腸内細菌叢における腸管特異的古細菌タンパク質の機能的割り当て

ヒト腸内細菌叢における腸管特異的古細菌タンパク質の機能的割り当て

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.02.01.526569v1

View ORCID ProfilePolina V Novikova, View ORCID ProfileSusheel Bhanu Busi, View ORCID ProfileAlexander J Probst, View ORCID ProfilePatrick May, View ORCID ProfilePaul Wilmes
doi: https://doi.org/10.1101/2023.02.01.526569
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概要
ヒトの消化管は、古細菌を含む多様な微生物分類群の生息地である。本論文では、独自のインシリコワークフローを確立することにより、腸管特異的な古細菌タンパク質の同定を行った。タンパク質の機能アノテーションには、AlphaFold2、trRosetta、ProFunc、DeepFriなどの最新のタンパク質配列・構造解析手法を用いました。その結果、配列に基づくアプローチが失敗した場合でも、古細菌のタンパク質を同定することに成功した。ここでは、様々な防御戦略や病原性に関与する古細菌の腸管特異的なタンパク質のサブセットを同定している。例えば、BglII制限酵素は、侵入してきたDNAに対する宿主のゲノム防御に関与する最も一般的なユニークなタンパク質である。さらに、古細菌の細胞表面への接着を促進すると思われる複数のアドヘシン様タンパク質が存在する。また、プロパンジオール利用タンパク質pduAを介した有害物質の分解を補助する機能も解決した。N-結合型糖鎖形成とO-結合型糖鎖形成の両方に関与する様々な糖転移酵素を同定している。さらに、Methanobrevibacter smithiiがコードする数種類の糖転移酵素は、ヒト腸内での増殖に有益なO-グリコシル化表面の構築に関与している可能性があることを強調した。最後に、ドメイン間水平遺伝子移動を調節するタンパク質だけでなく、そのような遺伝物質交換の結果である可能性のあるタンパク質の存在も示している。この文脈で、Clostridium属からM. smithiiに水平転送された胞子形成期Vタンパク質AEおよびADに関する証拠を提示する。以上のように、我々の開発したインシリコワークフローは、腸内環境に特異的な未記載の古細菌タンパク質の特性解析を可能にし、ひいてはヒトのマイクロバイオーム機能をも解明するものである。

利害関係者声明
著者らは、競合する利益はないことを表明している。

著作権 このプレプリントの著作権者は、著者／出資者であり、bioRxivにプレプリントを永続的に表示するライセンスを許諾している。CC-BY-NC-ND 4.0 International licenseの下で利用可能です。
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2023年2月1日に掲載されました。
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