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微生物を破砕する新手法が登場! 使うのはワイヤー!?

ナノワイヤーの動作原理の説明図 / Credit: pubs.acs.org
Point
・明大・九大・阪大の共同研究グループが簡単に微生物の種類を特定する技術を発見した
・ナノスケールのワイヤーで微生物を粉砕して内部のDNAを抽出するという方法
・今までに効果的かつ簡単な技術が無く、専門家の手が必要だったため大きな前進

微生物もワイヤーで食い込む時代が来てしまったようです…

名古屋大学と九州大学の大阪大学の共同研究グループが、微生物を簡単に破砕し、その種類を特定する技術を発見しました。これまで微生物の破壊には、専門家が特殊な薬剤を使用する必要があったのです。

今回研究チームは、数十ナノメートルサイズの金属製ワイヤで微生物を破砕することに成功。今後は自宅等で、病気に関わる微生物の判定や特定が可能になることが期待されており、感染症予防にもつながると考えられています。

貫くのではなく”引き裂く”手法の開発

微生物とは、微小な肉眼で見ることができないくらい小さな生物の総称です。特定の種類の生物のことを指すものではなく、例として細菌やウイルス、菌類(酵母・カビ・キノコなど)など、かなり広い種類の生物が含まれます。動物の細胞と違い、微生物は細胞壁を持つため外部からの刺激に対する抵抗力が大きく、従来は破砕が困難であるとされてきました。

ナノワイヤーが微生物を引き裂く過程(上)と微生物がナノワイヤーに引っ張られているときの電子顕微鏡の映像(下) / Credit:jst.go.jp

微生物内部のDNAを調べることは、微生物特定のための重要な課題でした。しかしその技術が存在しないため、従来は専門家による特殊な薬剤を使用が必須でした。そこで効果的かつ、簡単に微生物を破砕する技術が求められてきたのです。

今回チームが試みたのは、ワイヤーによる破砕方法です。ナノメートルサイズの金属酸化物でできたワイヤーが林立する面を作り、そこに微生物の混入した液体を入れ、複数のワイヤーに微生物を吸着させ、絡まったワイヤーにより微生物を引き裂く手法をという開発しました。

実験には、大腸菌や枯草菌(こそうきん)などの人体と関わりを持つ微生物が使用され、それぞれ破砕に成功しています。さらに破砕耐性の高いとされる酵母にも効果的であると判明し、適用可能な範囲が広いことが分かりました。

またこの破砕方法は、DNAを増幅することが可能なデバイスと組み合わせることが可能で、その結果微生物の特定を視覚的に行う技術に発展したのです。

この技術が開発されたことで、病原性の微生物の判定が家庭レベルで可能になったり、結果として感染症予防の効果が出たりすることが期待されています。

 

ふと微生物といわれても、「微生物ってナニ類?」って疑問を思い浮かべる人は多いのではないでしょうか?筆者は記事作成中、微生物に該当する生き物を調べているうちに、生物の分類法で有名な五界説がもう古くなっており、今は界より上に「ドメイン」なるものがあると知りました。習って数年で教科書で習ったことを覆すような発見があるのは驚きですね。

私たちのメンタルは「腸内微生物」が支えていることがわかる

reference: jst.go.jp / written by 白大根