氷の洞窟で発見された古代の細菌株は、いくつかの現代の抗生物質に耐性がある

ルーマニアのスカリショアラ洞窟の深部には、世界最大級の地下氷河があり、約 13,000 年前に形成され始めたオリンピックのプール 40 個分ほどの大きさの巨大な氷の板です。

洞窟の氷に隠された古代の微生物を研究している科学者らは、解凍して分析した細菌は、尿路感染症や結核などの病気の治療に使用される現代の10種類の抗生物質に耐性があると述べた。

細菌が人間に有害であるという証拠はありませんが、何千年も眠っていた微生物が目覚めるというと、SF 小説や映画の物語のように聞こえるかもしれません。しかし、新しい研究は、場合によっては、現代の抗生物質が開発されたり、医師によって処方されたりするずっと前に、環境の中で耐性が自然に発生したことを示しています。

「抗生物質耐性は、微生物間の競争によって何百万年もかけて形成されてきた古代の進化形質であるため、古代の細菌は現代の抗生物質に耐性があります」と、ブカレストにあるルーマニアアカデミー生物学研究所微生物部門の上級研究員であり、今週科学誌フロンティアズ・イン・マイクロバイオロジーに発表された研究の主任著者であるクリスティーナ・プルカリア氏は述べた。

細菌は何百万年にもわたって互いに混ざり合うため、進化の軍拡競争において、たとえ無関係な細菌種間であっても、DNA の小さな断片を交換することによって有用な形質を共有することができます。この生存戦略の結果、偶然にも、一部の細菌株は特定の抗生物質、つまり天然化合物を起源とする薬剤の影響を受けなくなるようになりました。この研究によると、この現象は極限環境に生息する微生物株でより一般的であるという。

「現代の抗生物質は耐性菌の蔓延を加速させる可能性があるが、これは人類がこれらの薬を開発するずっと前から自然界に存在していた分子機構に基づいている」とプルケリア氏は述べた。

科学者らは、この研究から得た情報は、一般的に使用されている抗生物質では治療できない現代のスーパーバグとの戦いに役立つ可能性があると述べた。

氷床コア

プルケリア氏らが研究した新たに同定された細菌株はサイクロバクターSC65A.3として知られ、低温環境で増殖し、人には感染できないと同氏は述べた。

「この株は好冷菌です。つまり、人体を愛するものではなく、寒さを好むものです。ほとんどのサイクロバクター種は、食品を含め、氷の上や冷蔵環境で一般的に見られます」と同氏は述べた。

研究のサンプルは、チームがグレートホールとして知られる洞窟のエリアから掘削した、25メートル（82フィート）の円筒形の氷の核から採取された。コアには最大1万3000年前の凍結物質が含まれていたが、今回の研究で分析されたサンプルは5000年前の氷だった。

研究室では、研究者らはさまざまな細菌株を単離し、そのゲノム配列を解析して、どの遺伝子がその株が低温でも生存できるのか、またどの遺伝子が抗菌剤耐性に関連しているのかを評価した。

SC65A.3の場合、細菌感染症の治療に日常的に使用される28種類の抗生物質に曝露された場合、研究者らはこの株が細菌感染症を治療するトリメトプリム、クリンダマイシン、メトロニダゾールを含む10種類の抗生物質に耐性があることを発見した。

プルケリア氏は、地球が温暖化して氷河や氷の洞窟が溶けると、何千年も閉じ込められていた微生物が放出される可能性があると述べた。 「ほとんどは無害ですが、一部には現在の生態系に影響を与える可能性のある抗生物質耐性やその他の未知の生体分子が含まれている可能性があります」と同氏は電子メールで述べた。

プルケリア氏らは、世界の温暖化に伴う長期凍結微生物のリスクと抗菌剤耐性の古代の性質を評価している唯一の研究者ではない。他の研究者は、長期間休眠していた病原体によって病気が蔓延する小さいながらも軽微なリスクを調査するために、永久凍土で凍結されていた4万8000年前のウイルスを復活させた。

リスクと希望

最新の研究で特定された細菌株は、スーパーバグとの戦いにある程度の希望も与えてくれます。サイクロバクター SC65A.3 ゲノムの分析により、他の細菌、真菌、ウイルスを殺すか、またはそれらの増殖を阻害する可能性がある 11 個の遺伝子が明らかになりました。

ほとんどの抗生物質は細菌や真菌から開発され、土壌に生息する微生物を調べることによって発見されました。しかし、ここ数十年、過剰な使用により、病原菌がこれらの薬剤の多くに対して耐性を持つようになりました。

世界保健機関によると、世界では毎年約500万人が抗菌薬耐性に関連した死亡に直面しており、新しい抗生物質候補を特定する緊急性はかつてないほど高まっている。

英国オックスフォード大学の医薬品化学の博士研究員マシュー・ホランド氏は、研究者らが氷の洞窟や海底などの新たな極限環境で、新しい抗生物質に開発できる生体分子を発見していると述べた。彼は新たな研究には関与していなかった。

「ルーマニアの研究チームは、この特定のバグが10種類の高度な合成抗生物質に対する耐性を持っていることを発見しました。それ自体興味深いことです」と彼は述べた。 「しかし、彼らはまた、すでにさまざまな耐性のある有害な細菌を殺すことができる分子を分泌していたと報告しています。

「したがって、その分子が作る分子を調べて、その分子の中に新しい抗生物質を作る可能性があるかどうかを確認できれば希望が持てるのです。」

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