腸内細菌による食中毒対策:合成微生物の治療応用(Supercharging Bacteria to Fight Food Poisoning)

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2025-09-08 コロンビア大学

Web要約 の発言:
コロンビア大学のハリス・ワン教授らは、腸内細菌を遺伝子工学的に改変し、食中毒を引き起こす細菌を「無害化」する新しい治療法を開発した。研究チームは、細菌同士が自然に行う水平遺伝子伝達を利用し、病原菌に遺伝子編集ツールを送り込み、有毒遺伝子を不活性化させる仕組みを構築。抗生物質のように細菌を殺すのではなく「毒性を奪う」点が特徴で、耐性菌の出現を防ぐ利点がある。マウス実験では、シガ毒素産生菌に100%効率で遺伝子が移され、毒素量が大幅に減少、生存率も向上した。また、治療後には再感染に対する予防効果も確認された。さらに、この「BACTRINS」と名付けられた治療細菌は、抗体を産生して病原菌の腸壁付着を妨害する機能も備える。研究成果は Nature Biomedical Engineering に掲載され、将来的には腸内の「善玉菌」に薬剤産生機能を付与するなど、幅広い応用が期待される。

<関連情報>

腸内病原性腸内細菌科細菌対策のためのCRISPR関連トランスポーゼーゼを用いた精密な病原性不活性化 Precise virulence inactivation using a CRISPR-associated transposase for combating Enterobacteriaceae gut pathogens

Carlotta Ronda,Tyler Perdue,Logan Schwanz,Diego Rivera Gelsinger,Leonie Brockmann,Andrew Kaufman,Yiming Huang,Samuel H. Sternberg & Harris H. Wang
Nature Biomedical Engineering  Published:18 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41551-025-01453-1

腸内細菌による食中毒対策:合成微生物の治療応用(Supercharging Bacteria to Fight Food Poisoning)

Abstract

Targeted gene manipulation in a complex microbial community is an enabling technology for precise microbiome editing. Here we introduce BACTRINS, an in situ microbiome engineering platform designed for efficient and precise genomic insertion of a desired payload and simultaneous knockout of target genes. This system leverages conjugation-mediated delivery of CRISPR-associated transposases to achieve RNA-guided genomic integration, allowing precise insertion of a therapeutic payload while neutralizing pathogen virulence without causing cell death. When applied against an Enterobacteriaceae Shiga toxin-producing pathogen in the gut, this system delivers a CRISPR-associated transposase by bacterial conjugation for site-specific inactivation of the Shiga toxin gene and integration of a nanobody therapeutic payload to disrupt pathogen attachment. A single dose of this therapy results in high-efficiency Shiga gene inactivation and improved survival in a murine infection model of Shiga-producing pathogen. This work establishes a new type of live bacterial therapeutic capable of reducing gut infections by transforming toxigenic pathogens into commensal protectors.

医療・健康
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