抗生物質耐性がどのように広がるのか、そのメカニズムに新たな手がかりが発見されたようです。ウメオ大学の研究者たちは、細菌の保護層である細胞壁を分解する酵素の役割を明らかにし、耐性遺伝子の伝達を促進する仕組みを解明しました。
ウメオ大学（Umeå University）の研究チームは、抗生物質耐性の拡散メカニズムに新たな手がかりを提供しました。この研究は、酵素が細菌の保護層である細胞壁を分解し、抗生物質耐性の遺伝子の伝達を促進する仕組みを明らかにしています。「私たちは、抗生物質耐性が細菌間でどのように広がるかの理解に新たなピースを加えています」と、ウメオ大学の准教授であり、この研究の著者の一人であるロニー・バーントソン博士（Ronnie Berntsson, PhD）は述べています。
ウメオ大学の研究者らは、しばしば院内感染を引き起こす細菌であるエンテロコッカス・フェカリス（Enterococcus faecalis）を研究しました。多くの場合、この細菌は抗生物質に対する耐性を持ち、治療が困難です。これらの細菌は、4型分泌システム（T4SS）を介して耐性をさらに拡散させることができます。
T4SSは、遺伝物質の形で性質を他の細菌に広めるコピー装置のようなタンパク質複合体です。抗生物質耐性は、T4SSを介して細菌間で移動できる特性の一つです。
T4SSの重要な部分である酵素PrgKは、細菌の細胞壁を分解し、細菌間での特性の伝達を容易にします。この酵素には、LytM、SLT、CHAPの3つのドメインがあります。
PrgKは、細菌の細胞壁を切り開くハサミのように機能します。研究者たちの以前の考えとは異なり、活性を持つのはSLTドメインだけであることが判明しましたが、予想とは異なる方法で機能していました。残りの2つのドメインは、酵素の調節に重要な役割を果たしていることが明らかになりました。研究者たちはまた、別のT4SSタンパク質であるPrgLがPrgKに結合し、タンパク質機械の正しい位置に配置されることを確認しました。
「これらの発見は、抗生物質耐性などの特性が他の細菌に伝達されるのを防ぐための今後の研究にとって重要です」と、ウメオ大学のスタッフサイエンティストであるヨシー・テル・ビーク博士（Josy ter Beek, PhD）は述べています。
この研究は、タンパク質の生化学的分析と機能研究の組み合わせを通じて行われ、PrgKの構造研究にはX線結晶解析とAlphaFoldモデリングが用いられました。
研究結果は、2024年6月28日にmBio誌に発表されました。オープンアクセス論文のタイトルは「Breaking Barriers: pCF10 Type 4 Secretion System Relies on a Self-Regulating Muramidase to Modulate the Cell Wall（障壁を破る：pCF10 4型分泌システムは、細胞壁を調節する自己調節型ムラミダーゼに依存している）」です。
この研究は、抗生物質耐性の拡散を理解する上で重要な進展を示しています。ウメオ大学の研究者たちは、細菌の細胞壁を分解する酵素PrgKの働きとその調節機構を解明しました。この発見は、今後の研究にとって重要なステップとなるでしょう。
写真：この研究を支えた3人の研究者： スン・ウェイシェン（Wei-Sheng Sun, PhD）、ヨシー・テル・ビーク博士（Josy ter Beek, PhD）、ロニー・バーントソン博士（Ronnie Berntsson, PhD）。ウメオ大学医化学・生物物理学科。(Credit：Anna Shevtsova）。
