カテゴリー: Technology

enGenes Biotech GmbH, Muthgasse 11, 1190 Vienna, Austriaらのグループは、志賀毒素Bユニットを用いた癌治療のためのドラッグデリバリーシステム（DDS）について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10157870/

志賀毒素Bサブユニット (STxB) は、レクチンの一種であり、標的腫瘍細胞上のスフィンゴ糖脂質 (GSL) グロボトリアオシルセラミド (Gb3) に特異的に結合します。モノメチルオーリスタチン E (MMAE) を StxB (STxB-MMAE) に結合させ、その腫瘍細胞殺傷能力を２種類の細胞、ヒト結腸直腸腺癌細胞株 – HT-29 (Gb3+) および LS-174 (Gb3-) を用いて評価しました。STxB-MMAE複合体は、Gb3 陽性腫瘍細胞に結合し、MMAE薬剤の取り込みと放出を誘導することで、治療後72時間で HT-29 腫瘍細胞を94％除去することができたと報告しています。

Institut Pasteur Université Paris Cité, CNRS UMR 6047, Genetics of Biofilms laboratory, Paris, Franceらのグループは、病原性細菌類の初期付着および凝集を防止するための非殺生物性表面活性多糖類について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10156666/

細菌のバイオフィルムは、広範囲に表面付着して凝集した細菌群を形成し、医療用または工業用の表面で発生すると、人間の活動に悪影響を与えます。抗生物質に対する耐性が高いため、バイオフィルムを根絶することは困難であり、バイオフィルム関連感染の防止は、健康上および経済上の主要な問題となっています。バイオフィルムの形成を防ぐための戦略は、多くの場合、広域スペクトルの抗生物質や重金属などの殺生物剤で表面をコーティングして、細菌の付着の初期段階を阻害することです。これらの殺生物的アプローチは、死んだバクテリアや有機物の破片が急速に蓄積することによって、コーティングされた表面の新しい細菌への阻害活性が低下することが問題です。

本研究では、その組成と構造が知られている31種類のグラム陽性およびグラム陰性細菌の莢膜多糖類のパネルを用いて、その抗バイオフィルム活性が調べられました。それらの中で、大腸菌や黄色ブドウ球菌などの典型的な院内病原菌によるバイオフィルム形成を阻害する９つの新しい非殺生物性多糖類が発見されました。

これらの多糖類の詳細な分析を通じて、多糖類が抗バイオフィルム活性を示すには、その緩い構造（すなわち、多数の多糖類構造内の空隙による大きな透過性）と高密度の負に帯電した静電荷の存在が重要せあることが示されました。。

Department of Microbiology, Himachal Pradesh University, Summerhill, Shimla, Indiaらのグループは、稲の生長を促進する植物成長促進細菌（PGPB）について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10142854/

本研究は、稲の根圏から多種多様な植物の成長を促進するバチルス菌株を選択することを目的として行われました。種子へのバチルス菌株（Bacillus licheniformis MNNITSR2およびBacillus velezensis MNNITSR18）の単独接種および共接種により、カリウム、リン酸二アンモニウム、尿素などの化学肥料の施肥なしで、稲の大幅な成長増進効果が示されました。具体的には、Bacillus MNNIT SR2の接種は、ポット培養アッセイで未処理のコントロールに比較して、8週間後の稲の新鮮な新芽と根の長さと新芽と根の乾燥重量が有意に増加しました（それぞれ（14.7% と 30.8%）と（53% と 35.6%））。同様の結果が Bacillus velezensis MNNIT SR18の接種でも得られ、8週間後の稲の新芽と根の長さと新芽と根の乾燥重量が有意に増加していました（それぞれ（17% と 20%）と（88.3% と 83.7%））。

これらのバチルス菌株は、以下の植物生長促進活性を示しました。

IAA生産: 根の発根、細胞の拡大、細胞分裂の刺激など、様々な生理学的プロセスを調節し、根の表面積が増加することで植物がより多くの栄養素を吸収できるようになります。
リン酸可溶化: 植物は無機リンのみが利用可能であり、有機リン化合物はまずホスファターゼ酵素によって加水分解される必要があります。
シデロフォア生産: 根圏の鉄をキレートすることで、真菌性病原体の増殖を防ぎます。
抗真菌活性: どちらのバチルス菌株も、Rhizoctonia solaniとFusariun oxysporumの菌糸の成長を阻害することができます。
HCN生産: 植物病原菌の呼吸器系に影響を与え、菌糸の成長を阻害します。
アンモニア生産: 植物の成長と生産性を直接促進します
ACC デアミナーゼ活性: 様々な非生物的ストレス、つまり、塩ストレス、洪水ストレス、重金属ストレスなど、様々な悪環境下で ACCの濃度を低下させることにより、植物の成長に有益な効果をもたらします。
非生物的ストレス耐性活性: 両方のバチルス菌株は耐塩性と干ばつ耐性を示し、それぞれ10 ～ 15% のNaClと 25% のPEG 6000に耐性がありました。

エムックが開発を進める光バイオームセンサー（OBS）は、光ファイバーセンサーをベースとし、低価格・簡易・速いをモットーとして工夫を重ねたものであります。
OBSの1号機は、OBSの実証機であり、動作確認を行うことが使命でした。
OBSの2号機では、筐体を堅牢な黒アルマイトで仕上げ、光ファイバーセンサー部を交換可能とすることにより実用性を高めました。その結果、1,000個/mL～2億個/mLという広い測定レンジで細菌（生きたバクテリア）を計測できることを実証することができました。この実証作業は、対象とする細菌種を広げながら今後も行っていきます。
OBSの性能の一端をご紹介

OBSの3号機は、筐体のプラスティック化を進めることで筐体に滑らかな曲線を入れつつ、低価格の実現に駒を進め、商品化に目途を付けるものです。

ピペットホルダーにOBS2号機をセットし、サンプルを測定している様子

G.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far-Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, Vladivostok, Russiaらのグループは、κ-カラギーナン（κ-CRGs）とキトサン（CH）とのナノ粒子サイズの高分子電解質複合体（PEC）の抗ウイルス効果について報告しています。
https://www.mdpi.com/1660-3397/21/4/238

海洋起源のよく知られた多糖類のひとつは、紅藻の多糖類であるカラギーナン (CRG) です。ヘパラン硫酸を模倣するCRG は、ウイルス表面受容体の正電荷をマスキングしてヘパラン硫酸プロテオグリカンに結合するのを防ぐことにより、ウイルスの侵入を含むウイルス複製の感染初期段階を阻害できる潜在的な抗ウイルス剤であることが知られています。

ナノ粒子の形成は、物理化学的特性を調節し、元の多糖類の活性を高める方法のひとつです。この目的のために、κ-カラギーナン (κ-CRG)を元に、キトサンとのの高分子電解質複合体 (PEC) を製造しました。得られたナノ粒子の平均直径は約150 ～ 200 nmでした。

これらの化合物の抗ウイルス効果を、Vero 細胞における単純ヘルペス ウイルス 1 型 (HSV-1) の細胞変性効果の阻害率によって評価しました。結果として、κ-CRGと比較したPECの抗ヘルペス活性は2倍増加し、CHとの比較では13倍の増加が示されました。これは、PECにおけるκ-CRGの物理化学的特性の変化によるものと考えられました。

Department of Genetics and Biotechnology, Ivan Franko National University of Lviv, Ukraineらのグループは、ジュニペルス・エクセルサ（ヒノキ科）の根圏土壌から分離された放線菌からの新規抗生物質の開発について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10031196/

天然物は創薬、特に感染症の治療において重要な役割を果しています。しかし、多剤耐性を持つ病原体の急速な出現と拡散により、細菌感染症の急速な拡大がここ数十年で観察されています。この結果、今日では、これらの抗生物質耐性を持つ病原菌と戦う為に、新しい抗生物質の発見が切望されています。

本研究では、372 の放線菌様株が、ウクライナのクリミア半島の山岳部に自生するジュニペルス・エクセルサの根圏土壌から分離されました。そして、これらの株をスポット接種法でスクリーニングして抗菌活性を評価し、選択した株から得られた二次代謝産物抽出物をLC-MSおよび複製解除分析で分析しました。

その結果、ストレプトマイセス属 Je 1–651 株が、緑膿菌を除く、本研究に用いられたすべての微生物試験培養に対して強い阻害活性を示しました。 DNPM 培地で増殖させたJe 1–651 株の粗抽出物では、スピラマイシンとスタンボマイシンに加えて、既存のデータベースには記載されていない未知の７つのピーク（下図の赤い星）が発見されました。これは、新しい抗生物質の潜在的な可能性を示しており、今後の研究が期待されます。