腸内微生物から新抗生物質を発見: 耐性菌への新たな治療の可能性

Tokyo人間の腸内には約100兆の微生物が存在し、常に資源を巡って競争しています。この環境は、新しい抗生物質を発見する手助けになるかもしれません。ペンシルベニア大学のセサール・デ・ラ・フエンテ氏によれば、デ・ラ・フエンテ氏の研究室とスタンフォード大学のアミ・S・バットのチームは、約2,000人の腸内微生物叢を研究し、いくつかの潜在的な抗生物質物質を発見しました。

生物学の研究は、ますます大規模な遺伝情報のデータベースを利用しています。物理的なサンプルを収集する代わりに、研究者はコンピュータによる方法を用いています。人工知能を活用することで、膨大な量の遺伝データを迅速に解析することが可能です。デラ・フエンテによれば、彼のラボでは、ゲノムやメタゲノム、プロテオームを調査し、迅速に新しい抗生物質を発見しています。この方法は従来の技術よりもはるかに高速で、腸内の細菌間の競争に焦点を当てています。

この方法にはいくつかの重要なステップがあります。まず、人間の腸から遺伝情報を収集します。次に、AIを使用してバクテリアと戦う可能性のある遺伝子配列を特定します。その後、これらの配列に基づいてペプチドを作成します。最後に、作成したペプチドをバクテリアの培養や動物モデルで試験し、その効果を確認します。

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ペプチドはアミノ酸が短い鎖状に結合したものであり、新しい抗生物質の候補になります。研究者たちは40万以上のタンパク質を調査し、通常知られている抗菌ペプチドとは異なる多くのペプチドを発見しました。その中で最も優れたものはプレボテリン-2と呼ばれ、FDAが難治性感染症の治療に認可した薬であるポリミキシンBと同等の効果を示しました。

この方法により、抗生物質の発見が加速し、抗菌ペプチドの多様性が広がります。AIによって、細菌と闘えるペプチドを予測することができ、通常は発見されない新しいペプチドを見出すことが可能になります。したがって、腸内細菌叢は、薬剤耐性菌にも効く抗生物質の創出に役立つことができます。

研究者たちは、これらの革新が新しい医療治療法につながることを楽観視しています。デ・ラ・フエンテとバットが率いるこのプロジェクトは、様々な助成金と機関から大きな支援を受け、その重要性と医療の改善への可能性が強調されています。研究では、デジタルバイオロジーが緊急の医療問題に対処し、効果が薄れている従来の抗生物質に代わる新しい有効な抗生物質を開発できることが示されています。