シンシア・ウィットチャーチ

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ビデオアイコン「シンシア・ウィットチャーチ教授 FAA」、オーストラリア科学アカデミー、2019年5月27日
ビデオアイコンデータアリーナへようこそ、フェアファックスメディア、2016年4月12日

シンシア・B・ウィットチャーチFAAはオーストラリアの微生物学者です。ウィットチャーチは、シンガポール環境生命科学工学センター（SCELSE）のバイオフィルム生物学クラスターの研究ディレクターであり、シンガポールの南洋理工大学（NTU）生物科学部の教授です。以前は、英国ノーリッチ・リサーチパークのクアドラム研究所の研究グループリーダー、ニューサウスウェールズ州のシドニー工科大学（UTS）の感染・免疫・イノベーション研究所（ithree研究所）の微生物イメージング施設の創設ディレクター、および研究グループリーダーを務めていました。[ 1 ]

ウィットチャーチは細菌とその行動がどのように協調してバイオフィルムを形成するかを研究しており、これは感染症の治療と抗生物質の使用にとって重要な分野である。[ 2 ] [ 3 ]ウィットチャーチは、DNAが遺伝子機能の役割とは無関係に自然界で新しい役割を果たしているという発見が認められ、2019年にオーストラリア科学アカデミーのフェローに就任した。 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

彼女の研究は、バイオフィルムや細胞壁欠損を含む細菌の代替ライフスタイル、そしてバイオフィルムの制御と感染症対策のための革新的なアプローチの開発に焦点を当てています。ウィットチャーチは、細胞外DNA（eDNA）がバイオフィルムの自己組織化に不可欠であり、促進することを明らかにしました。[ 5 ]この知見は、バイオフィルム生物学の理解にパラダイムシフトをもたらしたとされています。 [ 5 ]

教育

ウィットチャーチはクイーンズランド大学に入学し、1989年に優秀な成績で理学士号を取得し、1994年に博士号を取得した。[ 7 ]その後、 1995年から2001年までクイーンズランド大学で博士研究員として研修を続けた。2001年にカリフォルニア大学サンフランシスコ校でさらに研修を受け、2004年にオーストラリアに戻った。[ 8 ] [ 9 ]

キャリア

2004年、ウィットチャーチはモナシュ大学微生物学科に自身の研究グループを設立しました。その後、シドニー工科大学は2008年にウィットチャーチを採用し、感染・免疫・イノベーション研究所（The ithree Institute）の研究チームを率いました。[ 10 ] 2019年、ウィットチャーチはオーストラリアから英国のクアドラム研究所に移りました。 [ 11 ]

2024年、ウィットチャーチはSCELSEのバイオフィルム生物学クラスターの研究ディレクターに就任しました。[ 12 ] NTUでは、生物科学部の教授として、細菌が細胞外DNAやその他のバイオフィルムマトリックス成分をどのように生成・利用するか、また細菌が宿主組織に定着し、抗生物質耐性を得るために細胞壁を欠損したライフスタイルに移行する過程を研究する研究チームを率いています。この研究は、バイオフィルムの形成、宿主の定着、そして抗菌薬耐性に関するメカニズムの理解を深めるものです。

彼女のチームは、分子生物学、大規模変異体ライブラリ スクリーン、ハイスループット薬物ライブラリ スクリーン、感染モデル、バイオフィルム モデル、組織およびオルガノイド培養、蛍光顕微鏡、超解像顕微鏡、生細胞イメージング、組織学、蛍光 in situ ハイブリダイゼーションなどのさまざまな技術を採用しています。

研究

ウィットチャーチは、2002年に細胞外DNA（eDNA）がバイオフィルムと呼ばれる多細胞細菌群集の構築に必要であることの発見を含め、DNAの遺伝的機能とは無関係な新たな役割の発見に貢献した。[ 5 ] [ 6 ]細胞外DNA（eDNA）がバイオフィルムの自己組織化に不可欠であり、促進するというウィットチャーチの発見は、バイオフィルム生物学の理解にパラダイムシフトをもたらしたとされている。[ 5 ]

シンガポール環境生命科学工学センター（SCELSE）において、ウィットチャーチ氏はバイオフィルムや細胞壁欠損を含む細菌の代替ライフスタイルに焦点を当てた研究チームを率いています。彼女の研究は、バイオフィルムを制御し感染症と闘うための革新的なアプローチの開発を目指しています。細菌が細胞外DNAやその他のバイオフィルムマトリックス成分をどのように生成・利用するか、バイオフィルムの形成と拡大に関わる複雑な集団行動がどのように調整されるか、そして細菌が宿主組織に定着する仕組みを解明しています。さらに、細菌が細胞壁欠損ライフスタイルへと移行し、抗生物質耐性を獲得する仕組みについても研究しています。この研究は、これらの生物学的プロセスと、それらがバイオフィルムの形成、宿主の定着、感染、そして抗菌薬耐性に及ぼす影響についてのメカニズム的理解を深めるものです。

ウィットチャーチが研究している細菌の一つに、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）があります。これは、危険な抗生物質耐性株、つまりスーパーバグを発現した一般的な細菌です。緑膿菌はカテーテルなどの埋め込み型機器上で繁殖し、院内感染の重要な原因となっています。[ 3 ]また、緑膿菌は嚢胞性線維症患者の肺において、生命を脅かす可能性のあるバイオフィルムを形成します。 [ 13 ]

ウィットチャーチ氏とチームは、高度な顕微鏡の使用に加え、細菌細胞の動きをセグメント化、識別、追跡、分析するためのデータ解析用コンピュータプログラムを開発しました。彼らはUTSの「データアリーナ」を用いて、細菌細胞の挙動を表すインタラクティブな360度3次元計算ディスプレイを作成しました。細胞を移動速度に応じて色分けし、細菌が表面を移動する様子を研究することで、ウィットチャーチ氏は新たな方法で細菌の挙動を視覚化しています。緑膿菌は経路を作り、それに沿って移動する傾向があること（スティグマージ[ 2 ]と呼ばれるプロセス）を認識し、カテーテルに溝のある表面を使用する実験を行いました。これは細菌の動きを阻害し、感染予防に役立つ可能性があります。[ 3 ] [ 14 ]

SCELSE の彼女のチームは、分子生物学、大規模変異体ライブラリ スクリーン、ハイスループット薬物ライブラリ スクリーン、感染モデル、バイオフィルム モデル、組織およびオルガノイド培養、蛍光顕微鏡、超解像顕微鏡、生細胞イメージング、組織学、蛍光 in situ ハイブリダイゼーションなどのさまざまな技術を駆使して研究を行っています。

丸い細胞は、 P. aeruginosaの爆発的な細胞溶解が起こるまで生存できる。

2016年、ウィットチャーチ、リン・ターンブル、そしてオーストラリア、日本、スイスの研究者たちは、緑膿菌が活発に爆発し、死ぬと内容物を広範囲に拡散することを発見しました。そのタンパク質、DNA、そして毒性因子は他の細菌に利用可能となり、ますます危険なバイオフィルムの形成を促します。特定の遺伝子が、この爆発的な細胞溶解とバイオフィルム形成の両方を促しているようです。これは治療の可能性を示唆しています。[ 15 ] [ 16 ]

「通常の細菌は小さな棒状か丸い錠剤のような形をしています」とウィットチャーチ氏は言います。「ある日、顕微鏡で観察していると、細胞の一つが硬く構造化された棒状から丸くて柔らかい球状に変化しているのが見えました。さらに数秒後、その細胞は激しく爆発しました。それがいかに速く起こるかは驚くべきことで、おそらくこれまで観察されていなかった理由でしょう。」[ 15 ]

賞と表彰

ウィットチャーチは、国立保健医療研究会議（NHMRC）からR・ダグラス・ライト・キャリア開発賞（2004-2008年）を受賞した。[ 17 ] 2009年にはNHMRC上級研究フェローシップを受賞した。[ 18 ]

2017年、ウィットチャーチはデイヴィッド・サイム研究賞を受賞した。この賞は「過去2年間にオーストラリアで発表された生物学、物理学、化学、または地質学における最も優れた独創的な研究」を表彰するものである。彼女は30年以上ぶりにこの賞を受賞した女性となった。[ 2 ]

2019年、ウィットチャーチはオーストラリア科学アカデミーに選出された。[ 5 ]

メディア

ウィットチャーチのバイオフィルムに関する研究は、2002年にオーストラリア放送協会[ 13 ]、2013年に[ 19 ]、2019年にオーストラリアン紙[ 20 ]で取り上げられました。

参考文献

  1. ^ 「シンシア・ウィッチチャーチ」シドニー工科大学。2019年7月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年7月25日閲覧。
  2. ^ a b c「30年以上ぶりにデイヴィッド・サイム研究賞を受賞した女性科学者」 www.scienceinpublic.com.au 2017年7月10日。2019年7月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年7月25日閲覧。
  3. ^ a b c Alexander, Harriet (2016年4月12日). 「UTS微生物学者シンシア・ウィッチャーチがスーパーバグを倒す試みにおいて、データの視覚化がどのように役立ったか」 . The Sydney Morning Herald . 2019年8月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年8月23日閲覧。
  4. ^ *「オーストラリアのトップ科学者がアカデミーフェローに選出」オーストラリア科学アカデミー。2019年5月27日。2019年9月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年8月23日閲覧。
  5. ^ a b c d e f「シンシア・ウィットチャーチ教授」オーストラリア科学アカデミー。 2019年7月25日閲覧。
  6. ^ a b Whitchurch, CB (2002年2月22日). 「細菌バイオフィルム形成に必要な細胞外DNA」. Science . 295 (5559): 1487. doi : 10.1126/science.295.5559.1487 . PMID 11859186 . 
  7. ^ 「シンシア・ウィッチチャーチ教授」 ARCイノベーティブエンジニアリングトレーニングセンター、シドニー大学. 2019年8月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年8月23日閲覧。
  8. ^ 「シンシア・ウィッチャーチ教授」。オーストラリア研究会議革新的バイオエンジニアリング研修センター。2019年8月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年8月20日閲覧。
  9. ^ 「Cynthia Whitchurch | B Sc (HonsI); PhD | University of Technology Sydney, Sydney | UTS | The ithree Institute | ResearchGate」 . ResearchGate . 2019年8月20日閲覧。
  10. ^ “Who we are” . University of Technology Sydney. 2019年7月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年8月12日閲覧。
  11. ^ 「QI welcomes Cynthia Whitchurch」 Quadram Institute、2019年10月9日。2021年3月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年8月12日閲覧。
  12. ^ Ummi, Tasfia (2024年9月30日). 「SCELSEの新リーダーシップ：シンシア・ウィッチャーチ教授が研究ディレクターに任命」 SCELSE . 2024年9月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2024年10月14日閲覧。
  13. ^ a b「バクテリアスライムバスター」オーストラリア放送協会。2002年2月22日。2023年11月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年7月25日閲覧。
  14. ^ *「スーパーバグを出し抜く」 UTS 2019年8月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年8月24日閲覧。
  15. ^ a b Bowler, Jacinta (2016年4月28日). 「一部のスーパーバグは死ぬと文字通り爆発し、さらに致死的になる」 . Science Alerts . 2019年8月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年8月24日閲覧。
  16. ^ *「爆発する細菌」 Lab +Life、2016年4月15日。2019年8月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年8月24日閲覧。
  17. ^ “University of Technology Sydney” . web-tools.uts.edu.au . 2019年7月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年8月20日閲覧。
  18. ^ 「シンシア・ウィッチャーチ准教授」。オーストラリア研究データ。2019年8月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年8月20日閲覧。
  19. ^ Salleh, Anna (2013年6月25日). 「先駆的な細菌の秘密が明らかに」 .オーストラリア放送協会. 2020年11月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年7月25日閲覧。
  20. ^ 「細菌との戦いにおけるシンシア・ウィットチャーチの主演はアカデミー賞に値する」オーストラリアン紙、2019年5月29日。 2019年7月25日閲覧。
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