細菌は“会話”する？クオラムセンシングの発見が感染症治療の未来を変える

そして現在、クオラムセンシングの研究は感染症治療や抗生物質の代替戦略の開発に向けた新たな道を切り拓いています。

細菌はどのようにして「協力」するのか？

細菌は自己増殖によって増えていきますが、その過程で「オートインデューサー（autoinducer）」と呼ばれる小さな分子を生成・放出します。細菌の数が増えるにつれてオートインデューサーの濃度も上昇し、一定の閾値を超えると細菌はこのシグナルを感知します。その結果、細菌は個々の存在としてではなく、集団として一斉に行動するのです。

「細菌は小さく、単独では無力ですが、集団で行動すると強力な力を発揮します」 ボニー・バスラー博士はそう言いました。

バスラー博士の研究チームは、クオラムセンシングが細菌の世界では標準的なメカニズムであることを証明しました。さらに、細菌は複数の異なるオートインデューサーを使用し、仲間同士の関係性を判断することができることも明らかにしました。

細菌だけでなく、人間の細胞やウイルスも“会話”している？

バスラー博士のチームは、クオラムセンシングが細菌のみに限定されたものではなく、より高次の生物にも存在する可能性を示しました。彼らの研究では、ヒト細胞やウイルスもクオラムセンシングのようなシグナル伝達システムを利用している可能性が示唆されています。

さらに、彼らは病原性細菌のクオラムセンシングを阻害することで、感染力を低下させることができることを発見しました。これは、従来の抗生物質とは異なる新たな感染症治療戦略として期待されています。

細菌研究の道を切り拓いた偶然の出会い

バスラー博士はもともと細菌研究を志していたわけではありません。カリフォルニア大学デービス校（UC Davis）の学部生時代、獣医学を専攻していた彼女は、研究の道へ進むきっかけとして2つの選択肢を与えられました。

がん研究プロジェクト・細菌研究プロジェクト

当時19歳のバスラー博士は、「がんを治療する研究に携わるんだ！」と意気込み、がん研究を希望。しかし、教授の判断により細菌研究へと配属されました。当初は落胆したものの、この研究が後に彼女のキャリアを決定づけることになります。

クオラムセンシング研究のパイオニアたちとの出会い

クオラムセンシングの研究は、1970年代にハーバード大学のウッディ・ヘイスティングス博士（Woody Hastings, PhD）が発光細菌「Vibrio fischeri」を研究したことに始まります。彼は細菌の発光が細胞密度によって調節されることを発見しました。

1980年代には、マイク・シルバーマン博士（Mike Silverman, PhD）がこの現象を引き起こす遺伝子とその機能を解明し、クオラムセンシングの基本モデルを確立しました。

1989年、バスラー博士はシルバーマン博士の講演を聞き、その場で「あなたの研究室でポスドクとして働かせてください！」と直談判。最初は断られたものの、粘り強く頼み続けた結果、彼女は1990年にシルバーマン博士の研究室にポスドクとして参加することになりました。

「研究室に入ったとき、私は『他の研究者はどこにいるの？』と聞きました。するとシルバーマン博士は、『君が“みんな”だよ！』と答えました」バスラー博士は言いました。

この経験が、バスラー博士の研究人生を大きく変えることになりました。

クオラムセンシングの医学応用——抗生物質に代わる新たな治療戦略

現在、バスラー博士の研究は、クオラムセンシングを標的とした新たな感染症治療へと発展しています。細菌がオートインデューサーを介して協力し合うことが感染力の増大につながるため、この通信システムを阻害することで、病原性細菌の感染を防ぐことができる可能性が示されています。

「クオラムセンシングを標的とした治療法が実現すれば、病原菌だけを抑制し、有益な細菌を守ることができるかもしれません」

バスラー博士は言いました。

この新しいアプローチは、抗生物質耐性菌との戦いにおいて重要な突破口となる可能性を秘めています。

未来に向けて——「終わりのない」研究への情熱

バスラー博士は、「自分のキャリアの中でクオラムセンシングの全てを解明できると思っていたが、実際にはまだ遠く及ばない」と語ります。

「この分野はまだ拡大しており、新たな発見が続いています。それこそが、最も素晴らしいキャリアの形です」

バスラー博士は言いました。

[HHMI news release]