微生物ツールで神経ペプチドの機能解析:新たな治療法の可能性(WPI Researchers Design Microbial Tool To Analyze Neuropeptide Function)

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2025-09-11 ウースター工科大学(WPI)

ウースター工科大学(WPI)とベイラー医科大学の研究者は、神経ペプチドの機能を安価かつ効率的に解析する微生物ツールを開発した。大腸菌を遺伝子操作して特定の神経ペプチドを産生させ、それを線虫C. elegansに給餌。対象ペプチドが欠損した変異系統で行動(交尾探索、化学走性、フェロモン回避)が回復すれば、対応する受容体との機能関係が生体内で確認できる。従来必要だったトランスジェニック動物や高価な合成ペプチドを使わずに、迅速かつ拡張可能な解析が可能となった。この手法はペプチド間の冗長性や固有機能を区別でき、今後は哺乳類モデルやプロバイオティクスを用いた治療法開発への応用も期待される。成果は2025年8月にGENETICS誌で発表された。

<関連情報>

微生物ツールの活用:線虫(Caenorhabditis elegans)における神経ペプチド機能解析のための宿主としての大腸菌(Escherichia coli) Harnessing microbial tools: Escherichia coli as a vehicle for neuropeptide functional analysis in Caenorhabditis elegans

Elizabeth M DiLoreto, Shruti Shastry, Emily J Leptich, Douglas K Reilly, Rachel N Arey, Jagan Srinivasan
Genetics Published:06 August 2025
DOI:https://doi.org/10.1093/genetics/iyaf155

Graphical Abstract
Graphical Abstract

Abstract

Animals respond to changes in their environment and internal states via neuromodulation. Neuropeptides modulate neural circuits with flexibility because 1 gene can produce either multiple copies of the same neuropeptide or different neuropeptides. However, with this architectural complexity, the function of discrete and active neuropeptides is muddled. Here, we design a genetic tool that facilitates functional analysis of individual peptides. We engineered Escherichia coli bacteria to express active peptides, fed loss-of-function Caenorhabditis elegans, and rescued the activity of genes with varying lengths and functions: pdf-1, flp-3, ins-6, and ins-22. Some peptides were functionally redundant, while others exhibit unique and previously uncharacterized functions. We postulate our rescue-by-feeding approach can elucidate the functional landscape of neuropeptides, identifying the circuits and complex peptidergic pathways that regulate different behavioral and physiological processes.

生物化学工学
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