ヴュルツブルクのヘルムホルツRNA感染研究所（HIRI）の研究者たちがCRISPR介入を初めて使い、共生腸内細菌Bacteroides thetaiotaomicronの機能を解明しました。彼らは、胆汁酸の存在下で微生物の成長を調節する小さなRNA分子（sRNA）を特定しました。
この研究の結果は、この細菌の生態、つまりヒトの消化器系における生活様式の理解と臨床応用の開発に貢献すると期待されています。この研究は、米国科学アカデミー紀要に掲載されました。
Bacteroides thetaiotaomicronは、ヒト腸内細菌叢の非常に豊富な成分です。この細菌はポリサッカライドの消化を助け、ヒトの健康に不可欠ですが、感染症の原因や寄与することもあります。B. thetaiotaomicronはモデル生物としてますます研究されていますが、その遺伝子の機能に関してはまだ限られた知識しかありません。特に、タンパク質に翻訳されないスモールノンコーディングRNA（sRNA）として転写されるノンコーディング型の核酸の機能に関しては、限られた知識です。
「腸内共生細菌は私たちの健康に影響を与えますが、ノンコーディング遺伝子の機能については非常に少ない知識しかありません」と、アレクサンダー・ウェスターマンは述べています。
病原体による感染症でのノンコーディングDNA領域の重要な役割を考えると、それらがBacteroidesのような有益な細菌でも同様に重要な役割を果たすと推測できるとウェスターマンは述べています。
ウェスターマンは、この研究を始め、ブラウンシュヴァイクの感染症研究ヘルムホルツセンターの一部であるヴュルツブルクのヘルムホルツRNA感染研究所（HIRI）の研究グループを率いて、ヴュルツブルク大学との共同研究を行っています。
「マイクロバイオーム関連の介入の制限は、マイクロバイオームを構成する多くの種の遺伝子の機能に関する理解不足から生じています。細菌のsRNA遺伝子の重要性は認識されていますが、それらをグローバルに機能的に特定するためのツールが欠如しています」と、ウェスターマンは述べています。
ウェスターマンの研究所の科学者たちは、HIRIのChase Beisel研究室と共同で、CRISPR介入（CRISPRi）という生化学的に設計されたツールを使用して、この課題に取り組みました。CRISPRiは、特定の遺伝子の発現をブロックし、それらを無効化することで機能を理解することができます。
「持続的な努力にもかかわらず、現時点で私たちの最良の知識は、CRISPRiがBacteroides thetaiotaomicronの遺伝子の系統的な機能スクリーニングにおいて以前に使用されたことはなかったということです」と、ウェスターマンの研究室の博士課程候補生である研究の第一著者であるジャンルカ・プレッツァは述べています。
研究者たちは、遺伝子を正常な状態に戻すことと類似して、CRISPRiを使用して大腸細菌の重要な腸内細菌であるsRNAの集合を生成しました。その後のスクリーニング研究で、以前に知られていなかったsRNAが同定され、Bacteroidesの細胞表面の構築に関与する遺伝子を制御し、胆汁塩の感受性を増加させることが判明しました。プレッツァは述べています。「BatR」と呼ばれる同定されたsRNAをサイレンシングすることで、Bacteroidesの胆汁ストレスへの耐性が増加します。
総じて、RNAガイドのこの集合は、さまざまな実験的条件下でBacteroidesの遺伝子の機能を系統的に発見する可能性を秘めています。「私たちの研究は、CRISPRiのsRNAの機能的特性化の利点を示し、ヒトのマイクロバイオームの数多くのメンバーにおけるターゲット遺伝子のノックアウトの基盤となるものです」と、ウェスターマンは述べています。さらに、この研究は他の細菌種で同様のアプローチの複製のための基盤を築きます。
より詳しい情報：
Gianluca Prezza et al, CRISPR-based screening of small RNA modulators of bile susceptibility in Bacteroides thetaiotaomicron, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2311323121. www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2311323121
よくある質問（FAQ）セクション
1. ヴュルツブルクのヘルムホルツRNA感染研究所による研究の意義は何ですか？
ヴュルツブルクのヘルムホルツRNA感染研究所の研究では、CRISPR介入を初めて使い、共生腸内細菌Bacteroides thetaiotaomicronの機能を解明しました。この研究の結果は、この細菌の生態、つまりヒトの消化器系における生活様式の理解と臨床応用の開発に貢献するものです。
2. Bacteroides thetaiotaomicronとは何ですか？
Bacteroides thetaiotaomicronは、ヒト腸内細菌叢の非常に豊富な成分です。この細菌はポリサッカライドの消化を助け、ヒトの健康に不可欠ですが、感染症の原因や寄与することもあります。
3. sRNAとは何ですか？
sRNAとは、非コーディング遺伝子の一部として転写される小さな非コーディングRNAのことです。Bacteroides thetaiotaomicronの研究では、sRNAが胆汁酸の存在下で微生物の成長を調節する役割を果たしていることが確認されました。
4. CRISPRiの研究での意義は何ですか？
この研究では、CRISPR介入（CRISPRi）が調査対象の遺伝子を無効化するために使用されました。このツールを使用することで、研究者はsRNA遺伝子の機能を理解し、実験目的でsRNAの無効化の集合を作成することができます。
5. RNAガイドの提示された集合の潜在的な応用は何ですか？
提示されたRNAガイドの集合には、さまざまな実験的条件下でBacteroidesの遺伝子の機能を系統的に発見する可能性があります。このアプローチは他の細菌種でも再現可能です。
6. ノンコーディング遺伝子の細菌感染症への役割は何ですか？
ノンコーディング遺伝子は、病原体だけでなく有益な細菌においても重要な役割を果たします。Bacteroides thetaiotaomicronの研究は、この腸内細菌のノンコーディング遺伝子の機能をより良く理解することを目指しています。この細菌はヒトの健康に重要な役割を果たしています。
7. この研究はどこで発表されましたか？
この研究は「米国科学アカデミー紀要」に掲載されました。
関連する主要ドメインへのリンク（下層ページを除く）：
– ヘルムホルツRNA感染研究所（HIRI）
– ヴュルツブルク大学
– 米国科学アカデミー紀要
The source of the article is from the blog windowsvistamagazine.es