カテゴリー: Technology

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。

Department of Respiratory Medicine, The First Affiliated Hospital of Soochow University, Suzhou, Chinaらのグループは、固定化レクチン・アフィニティー蛍光ラベリング法を用いた唾液からの肺がん検出について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9969232/

唾液や尿などのヒト生体液中の糖タンパク質の定量化は、背後にある病態生理学的変化を特定する最も簡単な方法です。本研究では、唾液タンパク質のフコシル化に着目し、その定量分析にレクチン (AAL、UEA-I、および LCA) を使用しています。

まず初めに、これらレクチンをアミノ基が固定化されたビーズに共有結合し、唾液から抽出された糖タンパク質に蛍光標識を加えます。レクチンビーズと蛍光標識タンパク質をインキュベートし、フコシル化糖タンパク質をレクチンビーズに結合させます。得られたレクチン結合糖タンパク質を96-MTPに置き、その蛍光強度をプレートリーダーで測定します。

結果として、唾液糖タンパク質のフコシル化は、健常者や他の疾患患者よりも肺がんで有意に昂進しており、肺がんの唾液フコシル化は、肺がんの病期を反映する悪性度に比例していることが示されました。

Department of Chemistry and Center for Diagnostics & Therapeutics, Georgia State University, Atlanta, GA, USAらのグループは、化学酵素合成法を用いて合成したO-型糖鎖マイクロアレイを報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9931048/

WFAというレクチンは、診断用途で非常に有用なレクチンとして着目されています。
本研究によれば、WFAとVVAは、下図に示すように、Tn-抗原、core 5、sialyl-core 5、およびcore 7 を含む末端の未修飾GalNAc残基を持つすべての構造に強く結合するようです。

　24番は、Tn-抗原

Pest Integrated Management Key Laboratory of China Tobacco, Tobacco Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Qingdao, Chinaらのグループは、土壌のダメゾット燻蒸処理後の微生物含有有機肥料添加の効果について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9891460/

作物を連作すると、土壌中の病原体が増えやすくなります。例えば、なすの連作は青枯病の深刻な発生につながり、スイカの連作は萎凋病の深刻な発生につながり、ショウガの連作はショウガの深刻な伝染病につながる可能性があります。これは、土壌の栄養バランスを崩すだけでなく、土壌の生物学的特性を悪化させ、結果として土壌の細菌叢を崩壊させ、作物の収量と土壌環境に深刻な害をもたらすからです。燻蒸後に生物的防除剤または有機肥料を使用すると、土壌細菌叢の回復を促進し、土壌の微生物的な肥沃さを改善することで、燻蒸剤の悪影響を排除できます。このようにして、燻蒸材処理に加えての微生物含有有機肥料の施肥は、この分野で注目されている研究テーマとなっています。

本研究では、ダゾメット燻蒸後に、Junweinong および Junlisu 微生物含有有機肥料を施肥し、その効果について研究しています。ダゾメット燻蒸後のこれら二つの微生物含有有機肥料の施肥は、根圏土壌の利用可能なリン、利用可能なカリウム、および有機物含有量を大幅に減少させました。これは、植物がこれらの栄養素をより多く吸収できた結果であることを意味します。燻蒸後に微生物含有有機肥料を施肥することで、土壌のpHが上昇しました。土壌のpH は、土壌の健康に影響を与える重要な要因であり、例えば、たばこの黒根腐れ病は、pH 4.8 ～ 5.8 で発生率が高くなし、アブラナ科植物のリゾクトニア病および菌核病は、酸性土壌で発生しやすく、土壌酸性度を変化させた後のpH 7.2 ～ 7.4ではほとんど発生しません。
燻蒸後にこれら部生物含有有機肥料を施肥した場合、微生物の多様性に大きな影響を与えることなく、根圏細菌の存在量を増加させました。具体的には、Gaiella、norank_f_Vicinamibacteraceae、Flavisolibacter などの細菌や、Peroneutypa、Olpidium、Microascus などの菌類が大幅に増加し、根圏細菌叢の組成が変化していました。これらの微生物は、植物の病気に対する耐性を高め、栄養摂取を促進する上で重要な役割を果たします。更に、ダゾメット燻蒸後の微生物含有有機肥料の施肥は、根圏土壌における13種類のアミノ酸代謝、ピルビン酸代謝、TCAサイクル、およびペントースリン酸経路に関する機能遺伝子の相対的発現量を増加させていました。

Soil and Environmental Biotechnology Division, National Institute for Biotechnology and Genetic Engineering College, Pakistan Institute of Engineering and Applied Sciences (NIBGE-C, PIEAS), Punjab, Pakistanらのグループは、土壌の栄養状態や農業気候条件／気候要因によって、最適な善玉根圏細菌の組み合わせが変化すると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9878846/

持続可能な農業を実現する上において、バイオスティミュラントの重要性はその言を待たないのですが、気候条件／気象要因および土壌栄養状態という複雑な環境条件下にある農業システムにおいて、競争力のあるリン酸可溶化細菌 (PSB)の接種とはどうあるべきなのか？という問題に対する統合的な解決策は未だに開発されていません。

本研究で使用された細菌株は、パキスタンのさまざまな農業生態学的ゾーンで栽培された小麦の根圏土壌から分離されたPSBの大規模なコレクションのサブセットであります。本研究で使用されるすべての菌株は、複数の植物成長促進属性、すなわちリン酸塩可溶化、亜鉛可溶化、インドール酢酸生産、および有機酸生産を持っていることが確かめられているものです。

この大規模な根圏細菌のコレクションの中から３種類の異なった根圏細菌の組み合わせが設計されました。
組合せ-1, Enterobacter spp. ZW32, Ochrobactrum sp. SSR, Enterobacter spp. ZW9.
組合せ-2, Enterobacter spp. D1, Ochrobactrum sp. SSR, Pantoea sp. S1
組合せ-3, Bacillus sp. TAYB, Ochrobactrum sp. SSR, Pseudomonas sp. TJA

興味深いことに、これら根圏細菌の組み合わせは、それぞれ異なった土壌・気候条件下でさまざまな小麦の生育パラメーターを改善しました。
例えば、最大収量 (5,390 kg/ha) は、サイト2 での組合せ-1接種の結果として観察され、サイト3 (5,240 kg/ha) とサイト1 (4,806 kg/ha) がそれに続きました。組合せ-2の場合では、最大収量 (5,324 kg ha-1) が組合せ-2をサイト6に接種した場合で得られ、続いてサイト5 接種した結果となりました (4,806 kg/ha)。組合せ-3の効果は、組合せ-1および組合せ-2と比較してそれほど有意ではありませんでした。しかし、20％減肥料した状態に比べるとその効果は明白に出ています。

このように、農薬の広範な使用によって引き起こされる土壌汚染を削減するためには、PSBの接種効果の維持とそれによるP栄養素の取り込みの強化を発揮させることが必要であり、この目的を実現するために、本研究は、土壌の根圏細菌を含む生物学的健康状態と農業気候条件を統合して理解する必要性を初めて示した一例となっています。

REQUIMTE-LAQV, Department of Chemistry, University of Aveiro, Portugalらのグループは、ビール酵母マイクロカプセル（BSY）を用いる経口ドラッグデリバリーシステムの可能性について述べています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9857821/

BSYマイクロカプセルは、1M KOHまたは4M KOHによるアルカリ抽出法、または180℃或いは200℃での亜臨界水抽出（SWE）法を用いて抽出されました。得られたマイクロカプセルは、胃腸の消化状態を模倣したin vitro 消化 (IVD) で処理されました。消化されなかった物質は、マイクロカプセルの凝集と変形が見られるにもかかわらず、球形を維持し、(β1→3)-グルカンが豊富な構造となっていました。

SWE抽出マイクロカプセルのIVD処理から得られた可溶性多糖類はDectin-1と相互作用し、1M KOH抽出マイクロカプセルのIVD処理で放出されたものはDC-SIGNと相互作用し、4M KOH抽出および 180℃SWE抽出マイクロカプセル可溶化多糖類は、Dectin-2 と相互作用することが確認されました。

これらの結果は、生物医学的応用のための経口ドラッグデリバリーシステムとして、BSYマイクロカプセルが使用できるという可能性を示しています。