　細菌が集団で形成するバイオフィルム（菌膜）は、さまざまな疾患の原因になり得ることから除去する必要があるが、耐性菌が出現しないよう、細菌を殺さずに除去することが求められる。また、バイオフィルム除去に一般的に用いられている界面活性剤は、石油化学製品であるため、環境に配慮した生物由来の界面活性剤が注目されている。

　研究グループは、生物由来の界面活性剤として、Candia属の酵母が産み出す糖脂質「ソホロ脂質（SLx）」を使用し、バイオフィルムを形成しやすい環境を模倣したマイクロ流路デバイスを用いて、緑膿菌が形成するバイオフィルムの除去効果を検証した。

マイクロ流路におけるバイオフィルム形成。A：マイクロ流路のモデル図。iは細菌の植菌、ii〜vは異なる濃度の界面活性剤の挿入口、viは排出口を示す。B：培養開始から12時間後のバイオフィルムの共焦点顕微鏡画像。緑色は蛍光染色したDNA 出典：筑波大学

　その結果、SLxはドデシル硫酸ナトリウム（SDS）など既存の界面活性剤3種と比べて、優れたバイオフィルム除去効果を持つことが明らかになった。

SLx添加前後のバイオフィルム画像出典：筑波大学

各界面活性剤の添加量と添加後のバイオフィルム表面積の時間変化（クリックで拡大）出典：筑波大学

　SLxは、細菌を殺さずに短時間でバイオフィルムを除去するため、既存の界面活性剤と異なるメカニズムが働いていると考えられる。そこで、SLxの作用メカニズムを調べたところ、細胞とガラス表面の間の接着力およびバイオフィルム内部の凝集性を弱めることが分かった。

　さらに、SLxとSDSを組み合わせて用いると、それぞれを個別に使うよりも除去速度が向上して、除去量も多くなり、100倍以上の除去効率が示された。組み合わせによる相乗効果で、SDSの濃度が低くても効率的な除去が可能になることから、石油由来の界面活性剤の使用量や除去コストを削減し、人体への投与適用も期待される。

SLxとSDSの組み合わせによるバイオフィルムの除去効果。青：SDx単独、水色：SDS単独、紫：混合。紫で表示した部分が高い相乗効果を示す（クリックで拡大）出典：筑波大学

「医療技術」バックナンバー

薬剤耐性大腸菌の種類をレーザー光でほぼ100％判別、薬剤耐性検査の簡素化に
理化学研究所は、大腸菌にレーザー光を照射した際に散乱する光を利用して、薬剤耐性大腸菌の種類を非染色・非侵襲・短時間で、ほぼ100％判別する方法を開発した。
細菌やウイルスへの感染を防ぐ酵素の制御機構を解明、新規治療ターゲットに
京都大学は2020年5月15日、免疫応答や細胞死制御に加え、感染防御に重要な役割を果たす複合体ユビキチンリガーゼ（LUBAC）の新規活性制御機構を明らかにしたと発表した。
歯周病菌の5型線毛の構造と形成される仕組みを解明
大阪大学らは、歯周病の主要病原細菌であるジンジバリス菌の5型線毛の立体構造と、線毛が形成される仕組みを明らかした。ジンジバリス菌が関係する疾患に対する新薬開発への応用が期待される。
多剤耐性化を引き起こす薬剤排出ポンプの進化を解明
大阪大学は、細菌の多剤耐性化に関与するRND型薬剤排出ポンプを解析し、インフルエンザ菌のRND型薬剤排出ポンプによって、多剤耐性化が引き起こされる潜在的リスクを解明した。
比較ゲノム解析により、菌類の菌糸と多細胞性の起源の一端を解明
筑波大学は、大規模な比較ゲノム解析により、菌類の菌糸と多細胞性の起源の一端を解明した。菌糸と多細胞性に関わる遺伝子群の進化は、祖先真核生物遺伝子の使い回しや別機能への転用などの遺伝的変化と相関があった。
レンサ球菌の劇症型感染を防ぐ、免疫反応抑制メカニズムを解明
大阪大学は、劇症型溶血性レンサ球菌が免疫反応を抑制するメカニズムを明らかにした。レンサ球菌による免疫回避機構を無効化することで劇症型感染を防ぐという、新たな治療法につながることが期待される。