腸内細菌をセンサーに改造し、腸の浸透圧の変化を読み取った

腸の中では、酸性度・酸素・浸透圧が絶えず変化し、この変化が微生物の構成や疾患に影響を与える。しかし、腸を開かずにこうした環境を調べる手段は少なかった。カナダのブリティッシュコロンビア大学の研究チームは、セル（Cell）に、腸にすむ細菌そのものを測定装置に変える合成生物学のツールを報告した。

共生細菌用の遺伝子部品を新たに整備した

対象は、ヒトの腸に多く、遺伝子操作が比較的容易なバクテロイデス・テタイオタオミクロン（Bacteroides thetaiotaomicron）である。研究チームは、発現量を調節できる抑制型プロモーター、抑制因子の活性をDNAレベルで調節する装置、モジュール型の蛍光転写レポーター回路、そしてプラスミドを染色体に組み込む別の方式の統合経路という、4種類の部品をつくった。

これらの部品を組み合わせて、吸収不良により腸の浸透圧が上がる状況を感知するバイオセンサーを設計し、試験管と、下剤で浸透圧性の下痢を誘導したマウスモデルで、動作を確認した。細菌1個レベルの蛍光シグナルで、腸の浸透圧の状態を、長期間、非侵襲的に報告することができた。

限界

マウスモデルと試験管での検証の段階であり、ヒトの腸での安全性・安定性は確認されていない。遺伝子組換えの細菌をヒトに投与する問題については、別途の規制上の判断が必要である。