细菌に感染する天敌ウイルス「バクテリオファージ」を自由に改変する仕组みを开発。
※掲载内容(役职名,学年など)は取材时のものです。(现在と内容が异なる场合があります。)
バクテリオファージを人工的に作り出す方法を研究しています。
私が専門とするのは「合成生物学」と呼ばれる分野です。学生時代は細菌学を学んでおり,当時,大阪?堺市で集団食中毒を発生させたO- 157などの病原菌の研究に取り組んでいました。そして学位取得後は大阪から東京に移り,主に結核菌の薬剤耐性を研究していたのですが,その頃に注目を集め始めていたのが「合成生物学」でした。合成生物学とは,2000年頃からマサチューセッツ工科大学などを中心に始まった新しい領域で,生命そのものや生命機能を人工的に作り出す方法などを研究する分野です。これに興味を持った私はマサチューセッツ工科大学に行き,細菌学と合成生物学を組み合わせた研究を始めました。それが,現在も取り組む「人工バクテリオファージの創出」に関する研究です。
バクテリオファージとは,细菌(バクテリア)に感染するウイルスのこと。多くが细菌を杀す性质を持ち,かつてはこれを活用して细菌感染症を治疗する「ファージセラピー」の研究が盛んに行われていました。ところが,アオカビからペニシリンが発见され,抗生物质が治疗に使われ始めると,ファージセラピーは忘れられた存在となってしまいました。しかし近年は,抗生物质が効かない耐性菌の出现が问题となっています。抗生物质には例外なく耐性菌が出现し,中には全く薬が効かない耐性菌も存在します。そこで,细菌の天敌であるバクテリオファージの存在が,再び注目を集めているのです。
次世代プラットフォームを开発することで耐性菌问题を解决したい。
バクテリオファージは自然界にたくさん存在していますが,私はこれを人工的に改変し,薬剤として利用する方法を研究しています。ファージセラピーは,耐性菌に対しても有効で,従来の新薬に比べて低コストで开発できるというメリットがあります。一方で,バクテリオファージには宿主特异性があり,それぞれに感染できる细菌は非常に限られています。有益な细菌まで広く杀してしまう抗生物质に比べると安全性は高いと言えますが,治疗目的で広く利用するためには,バクテリオファージを改変し,数多くの细菌に対応できるようにする必要があります。ただ,私が研究を始めた当初は,バクテリオファージを改変する方法がない状况でした。そこで,バクテリオファージを改変するための世界初となるプラットフォームづくりから始めたのです。
人工合成プラットフォームの开発は,半年ほどでプロトタイプが完成しました。最初にコンピュータで必要な顿狈础パーツをデザインし,次に実际のパーツを组み合わせ,开発したプラットフォームを用いて人工バクテリオファージへと构筑,起动させます。これにより,特定の机能を持ったバクテリオファージを人工的に作り出せるようになりました。この方法を使い,大肠菌に感染する罢7ファージを改変し,肺炎の原因となるクレブシエラ属菌に感染する人工バクテリオファージを生成することにも成功しています。岐阜大学に着任后は,独自性の高い研究が认められて日本细菌学会の「黒屋奨学赏」を受赏し,従来の手法をさらに発展させた次世代プラットフォームの开発に取り组んでいます。
今后は新たなプラットフォームを构筑し,薬剤耐性菌问题の解决に向けてさらなる研究を进めていきたいと思います。また,最近では,肠内细菌が健康や病気に深く関わっていることが注目されていますが,将来的には肠内の悪玉菌だけを杀し,善玉菌を残す人工バクテリオファージを作ることで,肠内细菌を思いのままに编集する方法を确立し,人々の健康に贡献していければと考えています。
バクテリオファージは,応用范囲がとても広く,すでにアメリカの食肉加工场では食中毒予防スプレーとして使われています。日本では様々な规制があり,欧米に比べて临床実験などがなかなか进まない状况ですが,医疗のみならず,あらゆる产业の未来を剧的に変える可能性を秘めています。私は日本におけるファージセラピー研究の牵引役として,今后もこの分野の研究に迈进していきたいと思います。
人工バクテリオファージの合成イメージ
【用语解説】
バクテリオファージ
「菌(バクテリア)を食べるもの」という意味を持つウイルス。细菌にとりつき、细胞膜に穴を开けて内部で増殖し、细菌を死灭させるものが多い。大半が正二十面体の头部と、细胞に穴を空けるドリルや脚が付いた尾部とで构成されている。
ファージセラピー
バクテリオファージを用いた细菌感染症の治疗法のこと。医学のみならず、歯学、獣医学、农学などの分野にも応用が可能。近年社会问题化している、抗生物质に耐性を持った细菌感染症への治疗法としても注目されている。
宿主特异性
特定の生物のみを宿主とする性質のこと。バクテリオファージはこの宿主特异性が高く、極めて限定的な細菌にしか感染しない。この性質をうまく利用すれば、特定の有害な菌だけに効果を発揮する薬剤の開発が可能となる。