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# 生物学# 生化学

菌類の発見:自然の隠れた抗菌剤

有望な菌類が薬剤耐性菌に対して効果がありそう。

Ting He, Xiao Li, Rosario del Carmen Flores-Vallejo, Ana-Maria Radu, Jan Maarten van Dijl, Kristina Haslinger

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菌類の反撃菌類の反撃真菌が耐性菌に立ち向かう鍵になるかも。
目次

最近、世界は薬剤耐性菌による大きな健康危機に直面してるんだ。この厄介な微生物たちは、かつては有効だった治療法をうまくかいくぐるスキルを身に着けてしまった。科学者たちはいろんな原因を指摘してるけど、本当のところ、バイ菌たちは究極の脱出アーティストみたいなもんだ。だから、新しい薬を探すことがこれまで以上に急務になってるんだよ。期待されてる研究の一つには、植物や菌類が含まれていて、これらがさまざまな有益な化合物を生成することが分かってる。

自然の驚異:キノコの連携

このシーンの中にいる特別な内生菌、Cosmosporella sp. VM-42は、薬用植物のVinca minorの葉の中にひっそりと潜んでるんだ。内生菌っていうのは、植物の中に住んでて、害を与えず、バイオアクティブな化合物をいろいろ作ることで知られてる。つまり、自然の小さな化学者みたいなもので、人間の病気との戦いに役立つ面白い物質を作り出してるかもしれないんだ。

なんでVinca Minor?

Vinca minor、通称リトルペリウィンクルは、普通の緑の植物じゃなくて、アポキナセウス科に属してる。この植物は、伝統医療で評価されてきたビンカアルカロイドを生成するんだ。Vinca minorは、いろんな健康問題の助けに使われてきたけど、Cosmosporella sp. VM-42みたいな内生菌たちは、これまであまり注目されてこなかった。そろそろこの控えめな菌たちにスポットライトを当てるときだよ。

Cosmosporella sp. VM-42を知る

Cosmosporella sp. VM-42が特別な理由を理解するために、研究者たちがどうやってこれを手に入れたかから始めよう。Vinca minorの葉を集めて、不要な微生物を取り除いてから、菌が育つための培地に置いたんだ。しばらくすると、特定のバイ菌の成長を抑えることができるこの菌が観察されたんだ。

そう、こいつはバイ菌を蹴散らす能力を示してるんだ!

菌のスーパースターを特定

研究者たちが勝者を見つけたかもと思ったら、次のステップはそのアイデンティティを深く探ること。形態学的な分析が行われて、いろんな培地で菌を育てて、菌のコロニーの色やサイズを観察したり、顕微鏡を使ってその構造を詳しく見たりしたんだ。

慎重な調査の結果、菌はCosmosporella sp. VM-42だと特定された。この菌は、多様で複雑な生活を持つ大きな菌類の家族に属していることが分かった。

バイオアクティブ化合物の宝庫

Cosmosporella sp. VM-42の最もワクワクする点は、医療に役立つさまざまな化合物を生成する可能性があることだ。研究者たちがその遺伝物質を分析してみると、これらの貴重なバイオアクティブ物質を作るのに関与する35の遺伝子クラスターが見つかった。これらの遺伝子クラスターは、抗生物質からがん治療剤まで、さまざまなものを作るための設計図みたいなもんだ。

抗菌テスト:対決

Cosmosporella sp. VM-42がどれくらい効果的かを見るために、研究者たちは複数のバイ菌株に対するテストを行った。薬剤感受性株と薬剤耐性株のスタフィロコッカス・アウレウスを含んでね(これはちょっと強いバイ菌ってこと)。結果は?この菌の抽出物は、顕著な抗菌活性を示したんだ。

簡単に言うと、スーパーヒーローが悪者を次々と倒すのを見てるみたいだった。抽出物はこれらのバイ菌の成長を抑えることが分かって、さらなる研究の候補として期待される存在だよ。

抽出プロセス:ポーションを作る

菌の力を利用するには、いくつかのステップを踏む抽出プロセスが必要だった。研究者たちはまず、菌を液体培養で育てた。そして、十分に育ったら、溶媒のカクテルを使ってバイオアクティブ化合物を抽出したんだ。魔法のポーションを作るみたいなもので、すべての成分が望ましい効果を引き出すために重要なんだ。

深堀り:メタボロミクス

でも、まだまだ続きがあるよ!研究者たちは、Cosmosporella sp. VM-42が生成する化合物をもっと詳しく見たかったんだ。彼らはメタボロミクス分析を行って、要するに、菌が生成する小さな分子を詳しく研究したんだ。高度な技術を使って、約26の異なる化合物を特定できたけど、いくつかはこれまで見たことがなかった。

これらの化合物には、サイクロデプシペプチド、ウスティラギノイド、ラシオディプロディンが含まれてる。口に出すのがちょっと大変だけど、医療的な可能性はすごいんだ。

化合物27:ボールの美女

生成された化合物の中で、特に目立ったのは化合物27。ネクトリアピローンとして知られるこの化合物が分離され、特定されたんだ。そんな名前を持ってるから、何かドラマがあるに違いない。ネクトリアピローンはいろんな生物活性に関連してて、Cosmosporella sp. VM-42への期待が高まってるんだ。

水を試す:化合物27の抗菌作用

化合物27が抗菌の世界で通用するか確かめるために、研究者たちはさらなるテストを行った。メチシリン感受性株とメチシリン耐性スタフィロコッカス・アウレウス株に対する効果を評価したら、化合物27はこれらのバイ菌の成長を著しく抑えることができることが分かった。つまり、薬剤耐性感染症との戦いにおいて、立派な候補だってことだ。

遺伝子の設計図:全ゲノム配列決定

Cosmosporella sp. VM-42の秘密を解き明かすために、研究者たちは全ゲノム配列決定に着手した。この高技術な方法を使って、菌の遺伝子コードを読み取って、その多くの能力を明らかにしたんだ。しっかりと組み立てられたゲノムから、さらに有益な化合物の生成につながる遺伝子を特定したよ。

未来の可能性

こんな貴重な情報をもとに、研究者たちはCosmosporella sp. VM-42が新しい薬の開発に大きな可能性を秘めていると信じてる。抗菌テストとメタボロミクス分析の好結果は、この過小評価されている菌がバイ菌感染との戦いのヘビー級チャンピオンになる未来を示唆してるんだ。

結論:自然の隠れた宝物

要するに、Cosmosporella sp. VM-42はただの菌じゃなくて、新しい抗菌剤を求める希望の光なんだ。人間が薬剤耐性菌と戦い続ける中で、解決策を自然に求めるのは賢明な戦略だよ。Cosmosporella sp. VM-42のような菌類は、製薬業界の画期的な発見につながるかもしれない未開の資源なんだ。

だから、普通の植物に生えてる小さな菌がそんなに強力な相手になるなんて誰が思った?自然はその隠れた宝物で私たちを驚かせ続けてるんだ。内生菌とその能力を探求し続ける中で、病気との戦いにおいて次なるスーパーヒーローを見つけるかもしれないね。

結論的なところ

Cosmosporella sp. VM-42の物語は、生物多様性の重要性と自然がもたらす潜在的な利益を思い出させてくれるんだ。研究者たちの取り組みが続く中で、この菌や他の菌が医療の進歩に新しい扉を開けることを期待するよ。結局、私たちの足元や葉の中には、輝くチャンスを待っている無名のヒーローがたくさんいるかもしれないんだ。

もしかしたら、いつかあなたの裏庭で菌のスーパーヒーローを見つけるかもしれないよ!

オリジナルソース

タイトル: The endophytic fungus Cosmosporella sp. VM-42 from Vinca minor is a source of bioactive compounds with potent activity against drug-resistant bacteria

概要: Medicinal plants serve as valuable resources for the isolation of endophytic fungi. Vinca minor is a well-known producer of important vinca alkaloids and emerges as a promising source of endophytic fungi with antibacterial potential and biosynthetic capacity. In this study, we isolated an endophytic fungus from V. minor and identified it as Cosmosporella sp. VM-42. To date, relatively little is known about this fungal genus. The ethyl acetate extract of this isolate selectively inhibited Gram-positive bacteria, such as methicillin-sensitive and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MSSA and MRSA). Therefore, we isolated the most abundant compound from the crude extract and identified it as nectriapyrone with MIC and MBC values ranging from 125 to 62.5 {micro}g/mL against MSSA and MRSA strains. We further sequenced and annotated the 39.07 Mb genome of the isolate, revealing that it encodes 9,842 protein-coding genes, including 415 genes for carbohydrate-active enzymes and various biosynthetic gene clusters. Our untargeted metabolomic analysis shows that the fungus produces various secondary metabolites, including cyclodepsipeptides, dimeric naphtho-{gamma}-pyrones, and macrolactones, which are known to have antifungal and antibacterial activities. In addition, we used small-molecule epigenetic modulators to activate the expression of silent biosynthetic gene clusters to broaden the chemical profile of Cosmosporella sp. VM-42. Taken together, we provide a first systematic analysis of Cosmosporella sp. VM-42, and our results show that it is a promising source of compounds with pharmacological potential against drug resistant bacteria. HighlightsO_LIFirst comprehensive study of Cosmosporella sp. VM-42 by genomics and metabolomics C_LIO_LIThe fungus produces chemically-diverse secondary metabolites with antibacterial activity C_LIO_LINectriapyrone, the main compound, shows bactericidal activity against MSSA and MRSA C_LIO_LISmall-molecule epigenetic modulators trigger production of putatively new secondary metabolites. C_LIO_LIOther secondary metabolites of Cosmosporella may present novel bioactivities. C_LI

著者: Ting He, Xiao Li, Rosario del Carmen Flores-Vallejo, Ana-Maria Radu, Jan Maarten van Dijl, Kristina Haslinger

最終更新: Dec 27, 2024

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.27.630490

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.27.630490.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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