食事中の亜鉛は抗生物質耐性の拡大を阻止するのに役立つか？
抗生物質耐性はますます大きな脅威となっており、すでに毎年数百万人の死因に関与していると考えられています。
この深刻な問題の一因は、細菌細胞が水平遺伝子移動と呼ばれるプロセスを通じて簡単に遺伝子を共有できることにあります。
これは通常、プラスミドと呼ばれる遺伝物質の一部を介して行われ、細菌間で共有される多くのプラスミドには、薬剤耐性を付与する遺伝子が含まれています。
しかし、科学者たちは、食事から摂取する亜鉛が、いくつかの耐性プラスミドの移動を大幅に阻害できることを明らかにしました。
これらの発見が実用化されるまでにはさらなる研究が必要ですが、抗生物質耐性の拡散を抑制するための新たな選択肢があるかもしれないことを示しています。この研究結果は『Applied and Environmental Microbiology』に報告されています。
『プラスミドの移動を亜鉛が阻害することを発見したのはこれが初めてであり、低濃度では細菌に対する影響が最小限である』と、アイオワ州立大学の微生物学者であり、この研究の上級著者であるMelha Mellata博士は述べました。
科学者や臨床医は、腸内細菌叢の細菌を保護することの重要性を理解しているため、治療が過度に強力な影響を与えることは望まれていません。『しかし、プラスミドの移動だけを防ぐことができれば、抗菌薬耐性の拡散を抑えることができます』と彼女は続けました。
Mellataはまた、細菌が遺伝子を移動させる際、しばしば複数の薬剤に対する耐性を共有するため、抗生物質を使用する前にすでに薬剤耐性の感染症にかかっている可能性があることを指摘しました。しかし、プラスミドの移動を阻止できれば、耐性遺伝子の拡散を抑えることができるかもしれません。
研究者たちは、別の実験でサルモネラワクチンとプロバイオティクスを投与された鶏の腸内細菌叢にプラスミドが少なかったことから、プラスミド移動の抑制を研究し始めました。チームはプラスミド移動を妨げる可能性のある一般的なサプリメントを探し、抗薬剤耐性プラスミドを持つ大腸菌株と、プラスミドを持たない大腸菌株を使ったモデルでテストを行いました。
その結果、亜鉛がプラスミドの移動を著しく減少させ、より高用量で効果が増すことがわかりました。
研究者たちは、この現象の理由をさらに知りたいと考え、細菌細胞内の遺伝子発現を評価しました。『以前の文献では亜鉛がもっと多くの影響を与えると考えられていましたが、実際には亜鉛がこの抑制を引き起こす独特なメカニズムを見つけました』と、研究者であり共同著者のLogan Ottは述べています。
亜鉛は複製遺伝子の過剰発現を引き起こし、その結果、プロセスが抑制される可能性が高いことが判明しました。
亜鉛は細菌が遺伝子を共有するために細胞同士が結合する接合のいくつかの側面を促進するように見えましたが、接合に関連する他のタンパク質も抑制されました。したがって、遺伝子移動は阻害されました。
現在、科学者たちは、これらの発見を他の種類の細菌やプラスミド、動物モデルで試験することに興味を持っています。これにより、腸内細菌叢のような場所で、食事からの亜鉛が抗生物質耐性の移動を減らすのに役立つかどうかが示されるかもしれません。
研究者たちはまた、細菌細胞がどのように相互作用して遺伝子を移動させるのかについて、さらに学びたいと考えています。
しかし、Mellataは、安価で入手しやすいサプリメントが、この新たな脅威に対処する助けになることを期待しています。『時には、解決策はすでに手元にある古いものを使うだけのことかもしれません。私たちはそれを試す努力をするだけです』と彼女は述べました。
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