海の最も深い熱水噴出孔であろうと、最も高い山の頂上であろうと、バクテリアは生き残り、繁栄する可能性があります。氷の洞窟にはさまざまな微生物が生息しており、生物学者はまだ研究されていない遺伝的多様性を知ることができます。そしてそれは命を救うのにも役立ちます。
ルーマニアの科学者チームは、地下の氷の洞窟内の5,000年前の氷の層に隠されていた細菌株を使って抗生物質耐性プロファイルをテストした。これは、細菌の抗生物質耐性の継続的な上昇を防ぐための新しい戦略を見つける上で重要である可能性があります。新しい細菌株はこう呼ばれます サイクロバクター SC65A.3 は、本日ジャーナルに掲載された研究で説明されています 微生物学のフロンティア。
「スカリソラの氷の洞窟から分離されたサイクロバクターSC65A.3細菌株は、その起源が古いにもかかわらず、多くの現代の抗生物質に対して耐性を示し、100以上の耐性関連遺伝子を保有している」と、研究論文の共著者でブカレストのルーマニアアカデミー生物学研究所の微生物学者であるクリスティーナ・プルカリア博士は声明で述べた。 「しかし、いくつかの主要な抗生物質耐性の『スーパーバグ』の増殖を阻害することもでき、重要なバイオテクノロジーの可能性を伴う重要な酵素活性を示します。」
バクテリアによる金の掘削
抗生物質耐性は、医師が感染症の治療に使用する抗生物質に耐性を持つように細菌が進化したときに発生します。これにより、一部の細菌感染症の治療が困難になる可能性があり、問題が深刻化しています。世界保健機関は、2019 年に世界中で 127 万人が死亡したと推定しています。抗生物質の新たな供給源を見つけることは、公衆衛生の将来にとって重要です。
氷の洞窟で見つかった新株はこの種の株です サイクロバクター。これらの細菌は寒い環境に適応しており、人間や動物に感染する可能性があります。一方 サイクロバクター 細菌にはバイオテクノロジーの可能性がありますが、科学者はこれらの細菌の抗生物質耐性プロファイルをよく理解していません。
「微生物を研究するようなもの サイクロバクター 千年前の洞窟の氷堆積物から得られたSC65A.3は、現代の抗生物質が使用されるずっと前に、環境中で抗生物質耐性がどのように自然に進化したのかを明らかにしている」とプルケリア氏は述べた。
研究チームは、グレートホールと呼ばれる洞窟のエリアから82フィートの氷の層を発掘した。この巨大な氷床コアは 13,000 年のタイムラインを表しており、科学者はどの種類の生物がいつ生息していたかについての洞察を得ることができます。コアから取り出した氷片は滅菌バッグに入れられ、汚染を防ぐために研究室に持ち帰る際には冷凍状態で保管されました。研究室に戻った彼らは、さまざまな細菌株を分離し、そのゲノムを配列しました。配列決定により、どの遺伝子がその菌株が低温でも生存できるのか、またどの遺伝子が抗菌耐性と活性を与えるのかを明らかにすることができます。
次に、10 クラスの 28 種類の抗生物質に対する SC65A 株の耐性をテストしました。これらの多くは、抗生物質への耐性を高める耐性遺伝子や変異を含む細菌感染症の治療に一般的に使用されています。このようにして、予測されたメカニズムが測定可能な抵抗に変換されるかどうかを確認できました。
「我々が耐性を発見した10種類の抗生物質は、さまざまな重篤な細菌感染症を治療するために臨床現場で使用される経口および注射療法で広く使用されている」とプルケリア氏は述べた。
結核、大腸炎、尿路感染症 (UTI) などの疾患は、リファンピシン、バンコマイシン、シプロフロキサシンなど、SC65A.3 が耐性を持ついくつかの抗生物質で治療できます。
SC65A.3 が最初です サイクロバクター トリメトプリム、クリンダマイシン、メトロニダゾールなどの特定の抗生物質に耐性のある株。これらの抗生物質は、尿路感染症、肺、皮膚や血液、生殖器系の感染症を治療することがよくあります。 SC65A.3 の耐性プロファイルは、極寒の環境でも生存できる細菌株が耐性遺伝子の保有者である可能性を示唆しています。これらの耐性遺伝子には、薬物への曝露から生き残るのに役立つ特定の DNA 配列が含まれています。
混合バッグ
長期間凍結されたウイルスや細菌は SF の悪夢のように思えますが、未知で研究が不十分な細菌株には非常に現実的なリスクが伴います。しかし、良いニュースもあります。
「氷が溶けてこれらの微生物が放出されると、これらの遺伝子が現代の細菌に広がり、抗生物質耐性という世界的な課題が増大する可能性がある」とプルケリア氏は述べた。 「その一方で、それらは新しい抗生物質、工業用酵素、その他のバイオテクノロジーの革新を引き起こす可能性のある独自の酵素や抗菌化合物を生成します。」
サイクロバクター SC65A.3 ゲノムには機能が不明な遺伝子が約 600 個含まれており、他の疾患の治療の手がかりとなる可能性があります。また、他の細菌、真菌、ウイルスを殺したり、その増殖を阻害したりできる可能性のある 11 個の遺伝子も持っています。
抗生物質耐性が増加するにつれて、これらの古代ゲノムについてさらに学び、その可能性を明らかにすることで、抗生物質耐性の蔓延と進化において自然環境がどのように大きな役割を果たしてきたのかが明らかになるでしょう。
「これらの古代の細菌は科学と医学に不可欠である」とプルケリア博士は結論づけた。「しかし、制御されない蔓延のリスクを減らすには、実験室での慎重な取り扱いと安全対策が不可欠です。」
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