抗生物質の研究開発の将来はどうなるのでしょうか?放線菌は今でも抗生物質スクリーニングの宝庫なのでしょうか?

抗生物質は当初抗菌剤と呼ばれ、細菌、真菌、リケッチア、スピロヘータ、マイコプラズマ、クラミジアなどのさまざまな微生物を抑制または殺すことができます。現在、抗生物質の機能には、細菌を殺したり（または阻害したり）、腫瘍と闘ったりすること、炎症を除去したり、痛みを和らげたり、酵素の活性を阻害したりすることなどが含まれます。 1943 年に最初の臨床抗生物質 (ペニシリン) が実用化されて以来、何千もの抗生物質が発見され、現在でも何百もの抗生物質が臨床使用されており、数え切れないほどの命を救ってきました。

抗生物質の供給源は非常に広範囲にわたります。微生物や高等動物、植物はすべて、その生命活動の過程で二次代謝産物を生成し、その多くは他の細胞の成長や再生を妨げる能力を持っています。最も多くの種類の抗生物質を生産する微生物として知られている放線菌は、研究者から多くの注目と支持を集めています。現在、臨床、農業、畜産の分野で使用されている抗生物質の 3 分の 2 以上が、彼らによって生産されていることを知っておく必要があります。結核の治療に使用できるストレプトマイシンを放線菌から発見し合成したことでノーベル賞を受賞した科学者もいます（1952年、アメリカの科学者ワクスマン）。彼は本当に放線菌の恩恵を受けたと言えるでしょう。

土壌は常に微生物の基地であり、天然の抗生物質をスクリーニングするのに理想的な場所であると考えられてきました。第二次世界大戦中、オーストラリアの学者ウォルター・フローリーは、任務中に外国で土壌を採取するよう連合軍のパイロットに特別に指示しました。その結果、パイロットたちが持ち帰った土壌サンプルから高収量のペニシリン菌株を分離し、その工業化プロセスを大きく促進しました。

現在までに、陸生微生物から数万種の活性天然物質が特定されています（そのうち約 40% は放線菌由来です）。したがって、土壌放線菌の代謝産物から抗生物質をスクリーニングすることは、科学研究者にとって常に伝統であり、優先されてきたことです。

ゲノム配列解析技術の出現と急速な発展により、抗菌薬の標的特定はますます注目を集め、多くの国が獲得しようとしている主導権を握るようになりました。そのため、抗生物質の発見頻度は増加すると予想されており、多くの商業企業が関連する研究開発に多額の投資を行っています。しかし、時が経つにつれ、ハイスループットシーケンシングスクリーニングは新しい抗生物質を発見するための万能薬ではないことが判明し、研究者は天然放線菌のスクリーニングと突然変異誘発育種という古い道に戻らざるを得なくなりました。

現在、抗生物質の研究開発の状況は楽観的ではありません。一方で、新種の発見率は鈍化しており（結局のところ、陸上の微生物資源はしばらく前から開発されている）、入出力比率は低下しています。近年、スクリーニングされた有効物質の 90% 以上が研究され、特定されていることが証明されています。一方、病原微生物の適応性（耐性）が高まり続けるにつれて、薬剤耐性の問題がますます顕著になってきています。

これを踏まえて、研究者や開発者は知恵を絞ってさまざまな戦略を生み出しました。その中で、検査範囲を拡大することが最も費用対効果が高いです。研究者たちは放線菌を例にとり、砂漠、海洋、塩性アルカリ性土壌などさまざまな極限環境にスクリーニング範囲を拡大し、良好な結果を達成しました。 2012年、中国薬科大学生命科学技術学院の董延平氏らは、タクラマカン砂漠の南麓から採取した土壌サンプル17個から微生物分離を実施し、放線菌368株を取得した。その中で、ストレプトマイセス属とノカルジア属が優勢な属であり、抗菌活性を持つ放線菌は 62 種ありました。

海は宝庫として知られ、人々の夢を多く運び、また多くの役割を担っています。現在、薬物検査業務はますます海洋に向けられており、海洋からの資源採取は当たり前のことになってきています。海洋環境は、栄養分が少なく、温度が低く、圧力が高く、塩分が多いという特徴があります。この特殊な環境に生息する微生物は、陸上の微生物とは全く異なる代謝経路を持ち、その産物も豊富で多様です。

1991 年、Fenical らは、世界で初めて、生育に塩分を必要とする放線菌を分離・取得し、これを Salinispora 属に分類し、分離母体として海泥を用いた。研究が進むにつれて、この放線菌属には特定の生物学的活性があり、新しい構造と抗癌活性を持つ一連の化合物を合成できることがわかりました。現在までに、この属の放線菌は数千株が分離されており、一般的な種としては Salinispora tropica、S. arenicola、S. pacifica などがあります。

さまざまな複雑かつ極限の環境こそが、新たな抗生物質の探索における人々の希望の源です。海洋微生物は、新たな生理活性物質や抗生物質の主な供給源として陸上微生物に取って代わることになるが、放線菌がその役割から解放されることは決してない。これは過去もそうであったし、現在もそうであり、そして将来もそうあり続けるでしょう。