食品・医療・環境に革命！ バクテリオファージを活用した細菌検査が数時間で結果を提供

論文タイトルは、「Bacteriophage-Activated DNAzyme Hydrogels Combined with Machine Learning Enable Point-of-Use Colorimetric Detection of Escherichia coli（バクテリオファージ活性化DNAザイムハイドロゲルと機械学習による大腸菌の簡易比色検出）」 です。

バクテリオファージを活用した「色で判別する細菌検査」とは？

この新技術では、無害なバクテリオファージを特殊なバイオジェル内に埋め込み、水や尿、牛乳などの液体中の細菌を検出 します。

この技術のポイントは以下の通りです。

ターゲットの細菌が存在する場合

 バクテリオファージが細菌を攻撃し、細菌内の分子が放出される → バイオジェルが反応し、色が変化

ターゲットの細菌が存在しない場合

色の変化なし → 汚染がないことを確認できる

このプロセスは わずか数時間 で完了し、従来の細菌培養検査（2日以上必要）よりも圧倒的に迅速 に結果を得ることができます。

「バクテリオファージ」の特性を活かした高精度検査

バクテリオファージとは、特定の細菌のみを攻撃するウイルス であり、地球上で最も多い生命体とされています。

マクマスター大学のゼイナブ・ホセイニドゥース准教授 （Zeinab Hosseinidoust, PhD）は、「バクテリオファージは、長年にわたり感染症治療のために活用されてきました。今回はその能力を利用し、細菌の検出 という新たな用途を開発しました」と述べています。

バクテリオファージの利点は、特定の細菌にのみ反応する高度な特異性 です。

「バクテリオファージはあらゆる生物のドアをノックできますが、特定のドア（細菌）にしか入らないのです」 と、カルロス・フィリペ教授 （Carlos Filipe, PhD） は説明しています。

この特性により、新しい検査技術は 低濃度の細菌でも正確に検出できる のです。

食品・医療・環境分野での活用—食中毒や感染症の早期検出が可能に！

本技術は、以下の分野での活用が期待されています。

食品安全 

食中毒菌（大腸菌、リステリア菌、サルモネラ菌） の迅速検出

食品工場やスーパーマーケットでの簡易検査が可能に

例：最近のカナダの植物性ミルクのリステリア汚染（死者2名・感染者10名） のようなケースでの早期発見に貢献

医療診断

尿路感染症（UTI）の家庭用検査

診察・検査待ちの時間を削減し、感染の早期治療を可能に

「今は尿路感染症を疑った場合、診察を受け、数日待つ必要があります。しかし、この技術なら家庭で数時間で結果が得られます。」とトヒド・ディダー准教授 （Tohid Didar, PhD）は語りました。

環境検査

飲料水・湖水の安全性検査

上水道未整備地域（カナダでは12%の国民がパイプ水道を利用できない） での汚染確認

実際に、ハミルトン・ヘルス・サイエンス（Hamilton Health Sciences） の患者尿サンプルや湖水サンプルを用いた実験で、従来のラボテストと同じ正確な結果が得られた ことが確認されています。

商業化への展望—市場導入に向けた課題と今後の計画

研究チームは現在、商業パートナーとの協力 を模索しており、規制当局の承認を得て市場に投入する準備を進めています。 

論文の筆頭著者であるハンナ・マン（Hannah Mann, PhD候補生） は、「適切な承認とパートナーシップを確立できれば、この技術は広範囲で活用される可能性があります」と述べています。 

また、本技術は バクテリオファージとDNAプローブを変更することで、あらゆる細菌に適応可能 であり、将来的には 血液検査や医療診断のさらなる革新 にも寄与する可能性があります。

[News release] [Advanced Materials article]