カモノハシミルク:抗生物質耐性の未来に対する私たちの最善の希望

2018-03-23
パグルとして知られる赤ちゃんカモノハシは、オーストラリアのシドニーにあるタロンガ動物園の飼育員によって飼育されています。シドニーモーニングヘラルド/フェアファクスメディア/ゲッティイメージズ

18世紀後半、イギリスの動物学者ジョージショーは、オーストラリアから船から出たばかりの、新しく発見された生き物の標本を調べるように依頼されました。彼は、私たちがカモノハシと呼ぶビーバーダックに目をたたく最初の科学者の一人であり、彼は当然のことながら、彼は悪ふざけの尻だと思っていました。

「それは自然に人工的な手段によるいくつかの欺瞞的な準備の考えを刺激します」と彼は1799年に高貴な生き物を調べた後に書いた。

そして、それはカモノハシの風変わりな外観が目立たない生理学と生活史の単なる覆いであるというわけではありません。この産卵哺乳類は、歯がないために砂利で食べ物を噛みます。実際、胃もありませんが、腸に直接つながる食道があります。男性は後ろ足に毒のある拍車があり、尾を使って水の中を操縦したり推進したりするのではなく、体脂肪を蓄えます。また、手形は非常に敏感なので、他の生物から放射される電磁界を検出できます。彼らは耳、目、鼻を閉じて泳ぎます。

しかし、聞いてください、それはより奇妙になります。カモノハシ(はい、必要に応じてカモノハシやカモノハシと言うこともできます)は子供を授乳しますが、乳首がないため、乳腺からミルクがにじみ出て、赤ちゃんは母親の毛皮にそれをラップします。そして、それが少し不衛生かもしれないと思うなら、特に一日中農場の池で泳いでいる動物にとって、あなたは正しいでしょう。しかし、心配しないでください—カモノハシの進化はバクテリアの問題に対する解決策を思いつきました。2014年の研究では、すべての哺乳類牛乳は抗菌性を有する一方、カモノハシのミルクは非常に特別な抗菌力を持っているようだ、ということを発見しました。

2018年3月14日にジャーナルStructuralBiology Communicationsに発表された新しい研究は、カモノハシミルクの特別なバグバスティング特性の生化学的理由が予想通り奇妙であると報告しています:それは戦いの鍵となるかもしれないユニークで以前は未知の構造を持つタンパク質を含んでいます抗生物質に耐性を持つようになった細菌。

このカモノハシ目泌乳タンパク質(MLP)を非常に奇妙なものにしているのは、その形状です。そのひだはタイトなリングレットを形成します。そのため、子役の象徴的な髪の毛にちなんで「シャーリーテンプル」タンパク質と名付けられました。研究チームは、ラボでMLPを再現し、精製し、結晶化し、X線を使用して原子レベルで3D構造を決定しました。これは、これまでに発見された100,000個のタンパク質のいずれにも見られなかった構造です。

「私にとって最もエキサイティングなことは、これまでに見たことのないタンパク質の形を見ることでした」と、CSIROの研究者である筆頭著者のジャネットニューマンは電子メールで述べています。「まるで花屋で、まったく新しい花を見ているようなものです。」

では、この派手な新しい抗菌タンパク質をどのように使用してスーパーバグと戦うことができるでしょうか?ニューマンによれば、研究チームは、タンパク質の非常に巻き毛の形とそのバクテリアを殺す力との関係を理解することから始めることを計画しています。

「理論的には、いくつかのアプローチがあります。ラボでタンパク質の部位特異的変異誘発を行うことで、構造を少し微調整することができます」とニューマンは言います。 「これにより、これがどのように機能するかのメカニズムを理解するまで、活動が毎回どのように変化するかを確認できます。あるいは、何らかの形のタンパク質を使用して、細菌上の結合パートナーを分離しようとすることもできます。バクテリアの外側にある構造物かもしれません。」

世界保健機関(WHO)によると、抗生物質耐性菌感染症は世界中の公衆衛生にとって深刻な脅威になりつつあります。集約的な畜産での抗生物質の多用、および人間の病院での乱用は、これらの頑丈な微生物の増加と蔓延につながっています。サルモネラ菌、肺炎、結核、淋病などの病気は、かつては抗生物質で簡単に治療できましたが、それらの治療に使用される薬に対する反応性が低下しています。2014年、WHOは、抗生物質が感染との戦いにもはや効果的ではなくなる「抗生物質投与後の時代」に近づいている可能性があると警告しました。これは出産から臓器移植まですべてを非常に困難にするでしょう。再び。

しかし、カモノハシミルクが役立つかもしれません。それは(予想通り)とてもクレイジーなので、うまくいくかもしれません。

今それは興味深いです

カモノハシの毒に含まれるホルモンは、新しい糖尿病治療法の開発において重要である可能性があります。こんなに便利な生き物!

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