藥物研發新「礦脈」:微生物基因

參考消息 發佈 2024-04-25T21:04:11.873402+00:00

據《日本經濟新聞》2月7日報導,日本科研人員在利用未知基因研發新藥。報導稱,從自然界微生物生成的天然物質中出現了很多醫藥產品。迄今為止,微生物中的基因只有一部分可用於藥物開發,但隨著基因組解析的進步,新的「礦脈」正在不斷湧現。尋找新藥候選對象的「微生物淘金熱」時代會到來嗎?

據《日本經濟新聞》2月7日報導,日本科研人員在利用未知基因研發新藥。

報導稱,從自然界微生物生成的天然物質中出現了很多醫藥產品。迄今為止,微生物中的基因只有一部分可用於藥物開發,但隨著基因組解析的進步,新的「礦脈」正在不斷湧現。尋找新藥候選對象的「微生物淘金熱」時代會到來嗎?

微生物所帶來新藥的鼻祖是抗生素「青黴素」,英國的亞歷山大·弗萊明發現了它,並因此於1945年獲得諾貝爾獎。2015年獲得諾貝爾獎的大村智,則是在高爾夫球場附近的土壤中發現了用以開發出抗寄生蟲藥「伊維菌素」的微生物。

如果找到可以生成天然物質的基因,就可以將其加入到其他微生物中,合成為效果更好的天然物質。微生物的基因組是新藥的礦脈,現在大約半數的醫藥品都是以天然物質為基礎的。

但是近年來,僅靠以往的培養法和解析技術,已經找不到比過去更好的微生物了。

新藥開發的方法,除了利用微生物產生的天然物質,還有以人工合成促進人體活動的物質。由於難以找到天然物質,製藥公司正將研發重心轉移到使用人類抗體等的生物藥品上。

然而,東京大學教授大西康夫指出,「微生物還蘊含著很多可能性」,只是沒有挖掘出未知的基因。在已經發現的微生物中,只有20%左右的基因發揮了作用,剩下的80%還處於休眠狀態,無法得知其功能。

大西教授關注的是喚醒未知基因的「基因組挖掘」技術。未知基因一旦轉移到其他微生物身上,往往就會從休眠狀態被喚醒。這樣一來,就可以合成以前無法獲得的新天然物質。

藥品的藥效由化合物的結構決定。微生物生成的天然物質有多種結構。如果運用「基因組挖掘」技術,將有助於開發出治療頑疾的新藥。

東北大學教授淺井禎吾將在絲狀菌中休眠的一部分基因轉移到麴黴菌中,產生出22種天然產物,在防止引發老年痴呆症蛋白質的凝聚、防止引發癌症幹細胞的增加方面具有一定效果。淺井教授說,這意味著「將出現爭奪新基因組的競爭」。

應該還存在未被人類見過的微生物。但自然界的微生物在人類所提供的環境中很難繁殖,因此很難分析其基因組。也可以說,現在手邊的微生物基因組只是偶然培養出來的種類。

隨著快速讀取遺傳基因鹼基序列的「新一代測序儀」的出現,各種生物的基因組被解析出來,但地球的微生物基因組得到解析的還不到1%。

早稻田大學的創業公司bitBiome開發出了將每個微生物封閉在一滴液體中,進而讀取其基因組的獨有技術。即使培養過程很困難,也能找到遺傳基因。

公司創始人細川正人說:「希望充分利用龐大而未被利用的微生物資源。」據介紹,該公司以每月1億個的速度解析微生物基因組,已建立了8億個基因的資料庫。這成為探索目標基因的「地圖」。這些基因獵手共同的最終目標是開發出「自動挖掘礦脈」的技術。如果能用人工智慧和機器人探索出微生物基因組生成的天然物質,那將進一步加快利用天然物質的藥物研發。淺井教授也認為這「在技術上完全有可能實現」。

來源:參考消息網

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