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新しいDNA技術は、目に見えない土壌細菌と抗生物質候補を明らかにします

Jan BurianとSean F. Bradyは、抗生物質耐性を発生しやすく、潜在的な薬物化合物を検索する方法を考案しました。クレジット：ロリ・チャートフ 細菌は長い間、命を救う抗生物質の重要な源でしたが、ほとんどの種は研究室で栽培することはできません。多剤耐性がますます緊急の脅威になっても、治療の可能性を解放します。 ロックフェラーの遺伝的エンコードされた小分子の研究室のチームは、最近、その長年の実験的障害ブロックの回避策を開発しました。これは、そうでなければ乾燥した抗生物質パイプラインに新しい命を吹き込むことができます。最近の論文で、彼らはこの方法が、これまでに見たことのない数百のゲノムと2つの有望な広範囲の抗生物質をすでに明らかにしていることを説明しています。 で公開された研究 Nature Biotechnology、私たちの惑星のどこにでも潜むいわゆる微生物の暗黒物質にアクセスする際のブレークスルーをマークします。私たちは、ラボを率いるショーン・F・ブレイディと、著者のヤン・ブライアンを尋ねました。 あなたの研究室は何十年も土壌微生物を研究してきました。なぜこれがあなたの仕事の大きな焦点だったのですか？ ブレイディ：土壌よりも馴染みのある場所はありません。あなたが子供の頃に遊んでいて、人間は何千年もそれを農業してきました。世界中に、この微生物の生態系がありますが、これはおそらく私たちの生活に劇的な影響を与えています。バクテリアは、気候、農業、健康、および生物地球化学的サイクルを深い方法で形成する可能性がありますが、勉強はもちろん、私たちが見ることができなかった種がたくさんあります。 私の魅力の一部は、未知を探求したいという願望です。しかし、純粋に実用的な理由もあります。微生物が私たちの抗生物質のほとんどの源であり、私はそれらを新薬のリードのために採掘するための大きな障害を克服したかったのです。 Burian：それ以上のことを発見したことは本当にエキサイティングです。私たちのラボは主に小分子で動作し、新しい抗生物質を発見しますが、微生物は世界の仕組みを理解するのにも役立ちます。自然界における細菌の役割をよりよく理解できるなら、その意味はバイオテクノロジーと医学を超えて伸びています。 私たちがこれらの発見をすることを妨げていたのは何ですか？ ブレイディ：バクテリアの大部分は培養できません。それが全体的な問題です。別の問題は、たとえ抗生物質やその他の興味深い小分子を生成するバクテリアからのDNAを持っていても、それが実験室で発現することを意味しないことです。ここでは、この分野が150年間求めてきたという1つの質問に対する強力な潜在的な解決策を提供したと思います。どのようにしてそれらを観察し始めるのでしょうか？ あなたの新しい方法はどのように機能しますか？ Brady：私たちの最初の大きなブレークスルーは、Janが土壌から本当に大きなDNAシーケンスを抽出する方法を見つけたときに起こりました。細菌自体を培養できない場合は、何らかの形でゲノムを組み立てる必要があります。ほとんどの断片をつなぎ合わせるのではなく、大きなDNA鎖を使用してそれを行うのははるかに簡単です。 DNAを手に入れたら、それを使用する方法を把握する必要があるため、長い読みのシーケンスを使用してゲノムをはっきりと確認しました。そして、私たちはそれをすべて興味深いものに変換したかったのです。そのDNAを、細菌が自然に作るものに変えました。そのため、バイオインフォマティクスを使用して、遺伝子が何をするかを予測し、予測された分子を合成し、それらを実験しました。 そして、あなたは抗生物質を見つけることになりましたか？ Brady：はい - 私たちは新しいものを見るだけでなく、私たちが見つけたものを潜在的に有用なものに変えることができるエンジンと一緒に見ているものを結合しているので、私たちの研究はエキサイティングです。私たちの論文では、広いスペクトルであるものを含む2つの抗生物質候補を強調しています。これらのバグを培養することなく、これらのゲノムの情報のロックを解除する方法のパラダイムを作成しました。さらに、さらに多くの発見が来ると期待しています。 また、これまでにない微生物種からいくつかの新しいゲノムを発見しました。 Burian：私たちはそうしました。それは、この分野での発見が歴史を通じてどのように進化したかについて興味深いポイントをもたらします。微生物学が始まったとき、それはほぼ完全に顕微鏡に基づいていました。あなたが見ることができるこの巨大な多様性を持っていました - それは私たちが多くの微生物種の存在を発見した方法です - しかし、あなたはそれらを研究することができませんでした。そのため、次の100年間、この分野はバクテリアの培養に移行しました。これは、主に人々が病気をよりよく理解するために細菌を研究することに興味があったためです。 しかし今、私たちは一周しました。私たちは成長できないバクテリアを見て戻ってきました。今回を除いて、それらを研究するためのゲノムツールもあります。 詳細： JánBurianet al、土壌メタゲノムのテラベーススケールの長い読み取りシーケンスによって発掘された生物活性分子、 Nature Biotechnology （2025）。 doi：10.1038/s41587-025-02810-w ロックフェラー大学が提供 引用：Q＆A：新しいDNA技術は、目に見えない土壌細菌と抗生物質候補を明らかにします（2025年9月14日）2025年9月14日https://phys.org/news/2025-09-qa-dna-techniques-reveal-unseen.htmll…