致命的なペストの神秘的な爆発が来るかもしれません アイスクリームの砂糖まで

「致命的なペストの不思議な爆発は、アイスクリームの砂糖に落ちるかもしれません」ゼカリア・ジュディ

2000年代初頭、致命的な腸内感染が急増し始めました。 後 腸と病院に何十年も潜んでいる―より日和見的 致命的な脅威よりも迷惑—クロストリジウムディフィシル菌 突然爆発し、急速に広がり、より深刻になりました 下痢性疾患。 2011年までに、 疾病対策予防では、C。diffが感染していると推定 その年、米国では約50万人が死亡しました。 約29,000。

致命的な統治を主導した2つの系統:RT027とRT078(名前は リボソームの遺伝暗号、または「リボタイプ」)。 しかし 科学者はこの二人組が突然そうだった理由について推測することしかできませんでした 威menする。 そのうちの少なくとも1人がクラスへの抵抗を示した フルオロキノロンと呼ばれる抗生物質の 他の一般的な抗生物質の中でもシプロフロキサシン。 この事実は、いくつかの 研究者は、細菌の増加があったかもしれないことを示唆する その薬剤耐性の開発にリンクされています。

しかし、科学者はCでフルオロキノロン耐性を特定しました。 80年代半ばの差分。 なぜそれが突然問題になるのでしょうか? ありました 別の謎めいた要素が働いているように見えた。

Natureで最近発表された研究で、科学者は考える 彼らはついにその謎めいた要素が何であるかを理解しました—そして 誰もが推測したよりもさらにあいまいです。 それはいくつかではなかった 細菌が獲得した新しい武器、または抗生物質の減少。 そうでした 退屈で無害な砂糖-アイスクリームによく見られる砂糖。 そしてその一部 物語の始まりは、日本の90年代に始まりました。

当時、食品科学者は トレハロースと呼ばれるその砂糖を作る安価な方法。 それは 頑丈なとリンクされた2つのグルコース分子で構成された二糖類 α、α-1,1-グルコシド結合、そしてそれは自然に低レベルで発見されます いくつかの細菌、菌類、植物、および無脊椎動物。 その化学 食品科学者よだれを垂らします。 トレハロースの強い結合は、耐性があることを意味します 高温および酸性条件での分解に。 それ また、細胞を安定化して保護するゲル相があるようです 極端な乾燥と寒さから。 食品では、マイルドとして使用できます 甘味料、保湿剤、増粘剤、および安定剤。 の 問題は、それを大量に作ることは高価でした-約700ドル キログラムあたり。

日本の林原のシロップ科学者をいじくり回すことで 化学会社は最終的に新しい酵素法を見つけました でんぷんから安く作ってください。 この方法により、コストは キログラムあたりわずか3ドル。 C. diffが登場する直前の2000年までに、 会社は米国食品医薬品局から承認を得ました 食品の添加物として使用します。 ヨーロッパでの使用の承認が来ました 翌年。 メーカーはトレハロースを注ぐことを始めました パスタから牛ひき肉、アイスクリームまで、さまざまな食品。

私たちにとって、トレハロースは見分けがつかない甘味料です。 それは 砂糖(ショ糖)と同じくらい甘い45%に分解されます 単純なグルコース。 しかし、新しい自然の著者によると 勉強して、消費者は私たちだけではありません。 砂糖を食べる画面で、 研究著者は、2つのC. diff。 株(うち 21)ほんの少しのトレハロースで幸せに生き残ることができた。 それら 株はRT027およびRT078でした。

クローリングキラー

C. diffが遺伝的設計図を運ぶことは珍しくありません トレハロース消化用。 しかし、研究の著者は、 ベイラー医科大学の微生物学者ロバート・ブリットン、発見 2つの流行株はちょうど生きるために遺伝的トリックを持っていたこと わずかな量。 RT027には遺伝子変異があり、それにより トレハロース濃度に敏感。 一方、RT078は、 トレハロースの4つの新しい遺伝子のクラスターを保持していた 代謝。

甘い遺伝学は株がトラブルを引き起こすのを助けました、ブリットンと 同僚が見つかりました。 ある実験では、55匹のマウスに感染しました RT027または遺伝子工学的に設計されたバージョン トレハロースを代謝します。 マウスがトレハロース混入水を飲んだとき、 RT027はそれらの80%近くを殺しました。 しかし、トレハロース変異体 マウスの33%だけを殺しました。 2番目の実験では、 研究者は別の55匹のマウスにRT027を感染させ、与えました トレハロース混入水または淡水。 トレハロース混入 水はグループ間で死亡率を3倍に増やしました。

げっ歯類の感染を詳しく見ると、彼らは トレハロースはRT027をさらに成長させませんでした。むしろ、 毒素、より深刻な病気につながる。 次に、彼らはRT078をピットインしました 代謝できなかった遺伝子組み換えバージョンに対して トレハロース。 C. diff感染をシミュレートするミニバイオリアクターで 腸、トレハロースがあったときにRT078は変異体を肘 低用量で存在します。

一緒に、データはトレハロース代謝が与えられたことを示唆している 伝染性C. diffは、親類よりも有利であり、 それらは腸内でより致命的です。 最後に、研究者が収集した 3人の匿名のドナーからの腸液 RT027がトレハロースをオンにするのに十分なトレハロースが含まれていた 代謝。

「これらの観察に基づいて、 での二糖トレハロースの普及と使用 人間の食事はこれらの出現に重要な役割を果たしてきました 伝染病および超病原性株」、ブリットンおよび同僚 結論。

オクラホマ大学の微生物学者、ジミー・バラード 健康科学センターは、いくつかの捕獲があることを指摘しました。 で 社説に付随して、彼は研究者がもっと必要とすることを指摘した トレハロース代謝が説明できるかどうかを確実に知るためのデータ 人々の死亡率が高い。 彼はまた、腸のジュースが テストされたチームは、小腸からであり、Cの結腸ではありませんでした。 diffは混乱を引き起こします。

とはいえ、彼はこの研究が「説得力がある」と結論付けました。

「周囲の出来事のすべての詳細を知ることは不可能です 最近のC. difficileの流行」と彼は書いた。 “しかし 状況的および実験的証拠は、トレハロースを 予期しない犯人。」

Nature、2018。DOI:10.1038 / nature25178(DOIについて)。

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