ペサハ・ベンソン著 • 2026年4月26日

エルサレム、2026年4月26日（TPS-IL）– イスラエル、インド、ドイツの研究者チームによると、細菌は、抗生物質耐性を付与する遺伝子を含む有用な遺伝子の獲得を、転送中に共有DNAを破壊することによって近隣の細菌に防ぐことができる。この発見は、微生物が遺伝子交換に対して以前考えられていたよりもはるかに多くの制御を行使していることを示している。

抗生物質耐性とは、通常なら殺したり増殖を止めたりする薬で治療しても、細菌が生き残り増殖し続ける能力のことである。これは細菌の遺伝的変化によって引き起こされ、しばしば抗生物質の過剰使用と誤用によって駆動され、耐性株が出現し広がることを可能にする。

細菌が既存の薬に耐えるように進化するにつれて、肺炎、尿路感染症、血流感染症などの病気は治療が困難になり、時には不可能になっている。世界保健機関（WHO）を含む保健当局は、耐性感染症はすでに世界中で毎年数百万人の死者の一因となっており、効果的な介入がなければ急増する可能性があると警告している。

エルサレムのヘブライ大学ハダサー医科大学の科学者が主導したこの研究では、細菌は有用な形質を自由に共有する開かれたシステムではないことが判明した。むしろ、それらは取り込まれる前に侵入してきたDNAを破壊することによって、近隣細胞への有益な遺伝子の転送をブロックすることができる。インドのマイソールにある中央食品技術研究所、およびドイツのテュービンゲン大学細胞生物学研究所の研究者も関与した。

「この発見は、細菌コミュニティについての私たちの考え方を変えます」と、研究の筆頭著者の一人であるヘブライ大学のシガル・ベン・イェフダ教授は述べた。「細菌は単に遺伝子を共有して協力しているのではなく、競争しており、何を取り入れて何を除外するかを慎重に決定しています。」

細菌はしばしば、抗生物質耐性のような有利な形質を運ぶことができる小さなDNA分子であるプラスミドを介して遺伝物質を交換する。この研究は、ナノチューブとして知られる小さな構造を伴う、比較的最近特定された遺伝子転送メカニズムに焦点を当てた。ナノチューブは近隣の細菌細胞を接続し、直接的な接触ベースのDNA交換を可能にする。

形質転換や接合などのより一般的なプロセスとは異なり、ナノチューブを介した転送はDNAを双方向に移動させることができ、細胞が遺伝物質を寄付または獲得することを可能にする。

しかし、この研究では、この交換は制限がないとはほど遠いことが判明した。研究者たちは、これらのナノチューブを通過するDNAを選択的に分解する分子バリアとして機能するYokFというタンパク質を特定した。

「YokFはゲートキーパーのように機能します」と、研究の共著者であるイラン・ローゼンシャイン教授は述べた。「それはプラスミドをその場で停止させ、他の細菌がそうでなければ有利になる可能性のある形質を獲得するのを防ぐことができます。」

YokFはプラスミドの拡散を制限することにより、抗生物質耐性遺伝子が細菌集団を移動する速度を低下させる。これは、細菌が混雑した環境で競争上の優位性を維持するためにそのようなメカニズムを使用している可能性を示唆しており、そこでは有益な遺伝子へのアクセスが生存を決定する。

さらなる分析により、同様のタンパク質が多くのグラム陽性細菌に広く分布していることが示され、この形式の遺伝的制御は例外的なものではなく一般的である可能性が高いことが示唆された。

「細菌がDNA転送をどのように制御するかを理解することは、新しい可能性を開きます」とベン・イェフダは述べた。「もし私たちがこれらのメカニズムに影響を与える方法を学ぶことができれば、抗生物質耐性の拡散を遅らせたり制限したりすることができるかもしれません。」

YokFのようなタンパク質を標的とするか、それらの「ゲートキーピング」機能を模倣することによって、科学者は耐性遺伝子が細菌間で移動する速度を制限し、既存の薬の効果を維持するのに役立つ可能性がある。より広範には、共有される遺伝子を制御する能力により、研究者は細菌集団を形成し、人間の体内や農業で有益な微生物を促進し、有害な微生物を制限することができるようになるだろう。

この研究は、バイオテクノロジーや将来の治療法にも影響を与える。細菌がDNA転送をどのようにブロックするかをよりよく理解することは、これらの自然防御を克服することによって、またはそれらを使用して設計された遺伝子が制御不能に広がるのを防ぐことによって、薬、酵素、バイオ燃料を生産するために使用される遺伝子転送技術を改善するのに役立つ可能性がある。さらに、それは細菌を直接殺すことに焦点を当てるのではなく、それらがより危険になる形質を獲得するのを防ぐことに焦点を当てた新しい抗菌戦略を示唆している。

この研究は、査読付きジャーナル『Nature Microbiology』に掲載された。