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画像がリファンピシンのE. coli細菌への影響を示す

2025年10月01日(水)
AIによるレポート

科学者たちは、一般的な抗生物質リファンピシンが分子レベルでE. coli細菌をどのように乱すかを明らかにする最初の詳細な画像を捉えました。先進的なクライオ電子トモグラフィーを使用して、研究者たちは薬が細菌の機械装置に結合し、成長を停止させる様子を可視化しました。Natureに掲載された発見は、抗生物質のメカニズムに関する新たな洞察を提供します。

スイスのバーゼル大学の研究者たちは、リファンピシンという広く使用される抗生物質のEscherichia coli (E. coli)細菌への作用を示す驚くべき顕微鏡画像を生成しました。リファンピシンは、結核や他の細菌感染症の治療で知られており、細菌の転写に不可欠な酵素RNAポリメラーゼを標的とします。

この研究では、クライオ電子トモグラフィーが用いられ、これはサンプルをガラス状氷で凍結して自然状態を保存し、高解像度の3次元画像化を可能にする技術です。この方法により、リファンピシンがRNAポリメラーゼに直接結合し、それを停止した複合体に捕捉してメッセンジャーRNA鎖の伸長を防ぐことが明らかになりました。その結果、細菌は必要なタンパク質を産生できなくなり、成長が停止し、最終的に死に至ります。

主任研究者のシュテファン・リーダー(バーゼル大学)は、その意義を説明しました:「これらの画像は、臨床使用されている最も重要な抗生物質の一つであるリファンピシンの作用メカニズムについての前例のない洞察を提供します。」画像には、薬剤曝露直後にE. coli細胞内で停止した転写複合体の密集したクラスターが蓄積する様子が示されており、未処理の細胞では転写がスムーズに進行するのとは対照的です。

2024年10月16日にNatureに掲載された論文で詳述されたこの研究は、リファンピシンに関する数十年にわたる生化学的知識を基盤としていますが、生きた細菌環境でのその効果の直接的な可視化は初めてです。これまで、科学者たちは孤立した成分のX線結晶解析などの間接的な方法に頼っていました。この画期的な成果は、抗菌薬耐性の増加の中で新しい抗生物質の開発に役立つ可能性がありますが、研究はE. coliとリファンピシンの特定の相互作用に限定されています。

実験のタイムラインは、曝露後の数時間にわたる画像化プロセス以外に指定されていません。この作業は、薬剤-細菌相互作用の研究におけるクライオ電子トモグラフィーの可能性を強調し、抗生物質の有効性についてのバランスの取れた視点を提供しますが、より広範な耐性問題には直接触れていません。

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