最強の毒素「ボツリヌストキシン」の分子設計図を解明
世界で最も強力な毒素が、実は私たちの医療に役立っていることをご存知でしょうか？その名は「ボツリヌストキシン」。コブラの毒の100万倍も強力なこの毒素は、時に深刻な食中毒を引き起こす一方で、医療や美容の分野で広く利用されています。この度、この毒と薬の二つの顔を持つ分子の、これまで謎に包まれていた全体像が明らかになりました。ストックホルム大学の研究者たちは、世界で最も危険な毒素の一つであるボツリヌストキシンが、どのように構築され、安定化し、運ばれ、そして放出されるのかを示す分子レベルの設計図を作成することに成功しました。
この研究は2025年8月27日付の科学誌『Science Advances』に掲載され、より効果的な医薬品開発への道を開くものです。このオープンアクセスの論文は、「Structure of the Complete 14-Subunit Botulinum Neurotoxin B Complex Reveals a Unique Anchoring Through the Narrow Central Pore of HA70（HA70の狭い中心孔を介したユニークな固定様式を明らかにする、完全な14サブユニットボツリヌス神経毒素B複合体の構造）」と題されています。
ボツリヌストキシンは、ボツリヌス菌によって産生され、重篤なボツリヌス症の原因となります。しかし、この毒素は片頭痛、筋肉の痙攣、重度の発汗の治療、さらには美容目的でも多くの医療用途があります。
ストックホルム大学の神経化学教授で研究ディレクターを務めるポール・ステンマルク氏（Pål Stenmark）は、「自然界では、この毒素は単独では機能しません。14個のパーツからなる巨大なタンパク質複合体の一部として移動します。この複合体が、消化管の過酷な環境から毒素を守り、消化管から血中へと移行するのを助けるのです。血中に入ると毒素は放出され、最終的な標的である神経と筋肉の接合部を見つけるまで循環します」と述べています。
今回、研究者たちは初めて、この巨大な毒素複合体全体の可視化に成功しました。
「私たちは、ボトックスと近縁である医薬品『ニューロブロック』に含まれる毒素複合体を研究しました」とステンマルク氏は語ります。
この巨大な毒素複合体をマッピングするために、科学者たちはクライオ電子顕微鏡を使用しました。
ステンマルク氏は、「これはノーベル賞を受賞した画像化技術で、分子を瞬間凍結させて何千ものスナップショットを撮影し、それらを組み合わせて原子に近い解像度の3D画像を構築するものです」と説明します。
この分子設計図は、新たな可能性を切り開きます。
「これにより、毒素を中和したり、そのメカニズムを治療目的に利用したりするための新たな機会が生まれます。しかし何よりも、この複雑なシステムがどのように機能し、どのような姿をしているのかを深く知ることができるのは、非常にエキサイティングなことです」とステンマルク氏は締めくくりました。
画像：ボツリヌス毒素複合体とその14の構成要素。毒素本体はピンク色で、複合体の上部に位置している。この構造は数万個の原子から成り立っており、ここでは複合体の表面のみを示している。 (Credit: Pål Stenmark). See larger image below.
