微生物の日本コレクションから得られた大腸菌株のコリバクチンの産生およびin vitro遺伝子毒性分析のための遺伝子クラスターの遺伝子型付け

はじめに：コリバクチンは、特定の大腸菌（大腸菌）株を含む腸内細菌によって産生される小さな遺伝毒性分子です。このポリケチド - ペプチドジェノトキシンは、結腸直腸癌の発症に寄与すると考えられています。コリバクチン産生（CLB +）微生物は、54キロ塩基ゲノム島（CLB遺伝子クラスター）を持っています。本研究では、CLB遺伝子クラスターの分布を評価するために、ジェノタイピング分析は、日本の微生物コレクションの日本コレクションからランダムに選択された大腸菌株の間で実施されました。 調査結果：分析により、6つの株のうち2つがCLB遺伝子クラスターを所有していることが明らかになりました。これらのCLB +株JCM5263およびJCM5491は、げっ歯類CHO AA8細胞を使用したin vitroミクロナクルス（MN）テストで遺伝毒性を誘導しました。JCM5263によるMnの誘導レベルが高かったため、細菌のUMU検査が株の細胞抽出物で実行され、抽出物がUMUテスター細菌にSOS誘導性の効力があることを明らかにしました。 結論：これらの結果は、CLB遺伝子クラスターが自然に広く分布しているという観察結果をサポートし、微生物の間では遺伝毒性効率を有するCLB +大腸菌はまれではありません。

INTRODUCTION: Colibactin is a small genotoxic molecule produced by enteric bacteria, including certain Escherichia coli (E. coli) strains harbored in the human large intestine. This polyketide-peptide genotoxin is considered to contribute to the development of colorectal cancer. The colibactin-producing (clb +) microorganisms possess a 54-kilobase genomic island (clb gene cluster). In the present study, to assess the distribution of the clb gene cluster, genotyping analysis was carried out among E. coli strains randomly chosen from the Japan Collection of Microorganisms, RIKEN BRC, Japan. FINDINGS: The analysis revealed that two of six strains possessed a clb gene cluster. These clb + strains JCM5263 and JCM5491 induced genotoxicity in in vitro micronucleus (MN) tests using rodent CHO AA8 cells. Since the induction level of MN by JCM5263 was high, a bacterial umu test was carried out with a cell extract of the strain, revealing that the extract had SOS-inducing potency in the umu tester bacterium. CONCLUSION: These results support the observations that the clb gene cluster is widely distributed in nature and clb + E. coli having genotoxic potencies is not rare among microorganisms.