サリニスポラ
細菌の属

サリニスポラ
S. arenicola株TM223-S2
科学的分類 この分類を編集する
ドメイン： 細菌
王国： バチラッティ
門: 放線菌類
クラス： 放線菌
注文： ミクロモノスポラレス
家族： ミクロモノスポラ科
属: サリニスポラ・
マルドナドら。 2005年
タイプ種
サリニスポラ・アレニコラ
マルドナドら 2005
種[1]
  • S. アレニコラ マルドナドら。 2005年
  • S. cortesiana Román-Ponce et al. 2020年
  • S. fenicalii Román-Ponce et al. 2020年
  • S. Goodfellowii Roman-Ponce et al. 2020年
  • S. モレアナ Román-Ponce et al. 2020年
  • S. Oceanensis Román-Ponce et al. 2020年
  • S. pacifica Ahmed et al. 2014
  • S. tropica Maldonado et al. 2005年
  • S. vitiensis Román-Ponce et al. 2020年

サリニスポラ（Salinispora）は、ミクロモノスポラ科に属する、偏好気性、グラム陽性、非抗酸性の細菌です。従属栄養性、非運動性であり、高浸透圧／高イオン強度条件下で必ず生育します。 [2] [3] [4]サリニスポラは、生存に高浸透圧／高イオン強度条件を必要とするグラム陽性細菌として初めて同定された属です。 [2]熱帯の海洋堆積物に広く存在し、2002年に初めて同定されました。 [2]この細菌属は、医薬として利用可能な新規二次代謝産物を産生するため、バイオテクノロジー的な意義を持つ可能性があります。 [5]

Salinispora属には、よりよく研究されているS. arenicola、S. tropica、S. pacificaなど、9種が知られています。[6] [7]当初S. pacificaのみで構成されていた系統群は、2020年の比較ゲノム解析によってさらに調査され、6種が追加で明らかになりました。[6]これらの種の分化は、種の共存による異所的種分化ではなく、ニッチ分化の結果である可能性が高いです。 [8] Salinisporaゲノム間には高い配列類似性があるにもかかわらず（16S rRNA配列同一性> 99%）、生合成遺伝子クラスターと産物の間には種と株に基づく違いがあることが判明しています。[9] [10]

特徴

サリニスポラ属細菌はグラム陽性菌糸で、広く分岐した菌糸を形成し、滑らかな表面の胞子は群生または単独で存在する。[4]胞子形成期には、胞子は短い胞子突起（胞子体）から散布するか、基部（無柄）から直接散布する。[3] [4]サリニスポラ属細菌は、暗褐色、黒、オレンジ、ピンクなど、様々な色素を生成する。[2]サリニスポラ属細菌は、胞子として休眠期に相当な時間を過ごすと考えられ、[11] [12]成長中の個体に比べて胞子の数がはるかに多く、分布も広い。培養下では、堆積物と海水の界面でブルームが観察される上層堆積物で優先的に生育することが示されており、[12]

サリニスポラ属は、生存に高浸透圧/イオン強度環境を必要とする最初のグラム陽性細菌属である。[2]しかし、海洋環境で経験されるナトリウム濃度はカリウムとリチウムで代替できることが示されている。[13]必要なイオン強度はサリニスポラ属の種によって異なるが、これはすべての種において細胞膜中のmscLトランスポーターが失われているためであると考えられる。 [13] [14]

Salinispora属の種および株は、多種多様な二次代謝産物を産生する。これらの二次代謝産物を産生する生合成遺伝子クラスターは、当初は水平遺伝子伝播によって獲得された可能性が高く、種および株間の高い配列類似性を説明する可能性がある。[10] [15]多様な生合成遺伝子産物は、ニッチ分化にも寄与した可能性がある。種／株特有の二次代謝産物の大量産生は、細菌の生存におけるそれらの重要性を裏付けるものであり、Salinispora属内の特定の種および株を同定するために利用できる可能性がある。[16] [17]

現在のサリニスポラ採取場所

分布

サリニスポラは、大西洋、太平洋、インド洋の熱帯および亜熱帯沿岸の海洋堆積物に広く分布しています。[11] [18]最大水深5699メートルで検出されており（活性増殖状態か胞子状態かは不明）、最大水深1100メートルで生育していることが確認されています。[11] [12]分布域が高緯度地域にも及ぶ可能性があるのか​​、またなぜ赤道地域に限定されているのかは、まだ解明されていません。さらに、海綿動物や海藻からも分離されていることから、分布域は堆積物に限定されない可能性があります。

S. tropica分離株の大部分はカリブ海で分離されており、残りは3つの大洋すべてで特定されており、S. arenicolaが地理的に最も豊富である。[19]

薬理学的意義

サリニスポラ属は、細菌における生合成経路のさらなる解明を目的としたゲノム配列データ解析のモデルとして用いられてきました。これは、微生物由来の天然物を伝統的な天然物や潜在的な新薬の発見の糸口として利用する研究において不可欠な要素となっています。[3]サリニスポラ属の進化史と多様性を解析することで、研究者たちは細菌が化学的多様性を生み出し、多様な二次代謝産物を生産する戦略の背後にあるメカニズムを解明することができました。[3 ] [17]サリニスポラ属に含まれるこれらの様々な新しい二次代謝産物は、医薬としての価値を持つ可能性があることが特定されています。サリニスポラ属は、それぞれの種が生産する天然物によって区別することができます。[20]

サリニスポラ アレニコラ二次代謝物

Salinispora arenicolaの二次代謝産物は、幅広い医薬用途を有する。Salinispora arenicolaからは20種類以上の天然化合物（例えば、アレナミド、アレニコリド、アレニマイシン、サリニスポラマイシンなど）が単離できる。これらの化合物の潜在的な用途は広範である。9種類以上の化合物は癌細胞または癌前駆細胞の阻害に関連しており、その他の化合物は耐性菌、酵母、真菌に対する抗生物質活性を示している。シクロアペプチドは、炎症を担うヒト肺細胞である肺線維芽細胞に対してわずかな毒性を示すため、喘息の治療薬として期待される。その他の化合物は、重金属中毒の治療やコレステロール低下に使用できる可能性がある。 [20]

サリニスポラ パシフィカ二次代謝物

Salinispora pacifica で同定された天然化合物のリストはS. arenicolaで見つかったものほど広範囲ではありませんが、これらの代謝物の潜在的な医薬用途は非常に興味深いものです。いくつかの代謝物は癌の増殖を抑制するのに効果的です。例えば、シアノスポラシド[21]はヒトの大腸癌の潜在的な阻害剤であることがわかりました。他の代謝物は抗酸化剤や抗生物質として使用できます。[20]この種には免疫抑制剤として作用する代謝物もいくつか含まれています。ミカラミド A はHIVの優先宿主T 細胞の活性化を阻害することから、抗ウイルス、抗腫瘍、さらには HIV 治療薬になる可能性があることがわかっています。[22]パシフィカノン A と B [23]は免疫抑制能を持つ他の代謝物で、アレルギー治療への応用が考えられます。

ロマイビチシンAおよびB

Salinispora pacificaは、ロマイビチシンと呼ばれる細胞毒性の二次代謝産物ファミリーを産生します。これらはSalinispora属から単離された最初の化合物であり、その構造は2001年に発表されました。当初、産生菌株は新種のMicromonospora属であると報告され、 「Micromonospora lomaivitiensis」という学名が提案されていました。その後の遺伝子配列解析により、この菌株は実際にはS. pacificaであることが明らかになりました。[5]

ロマイビチシンは、アングサイクリンファミリーに属する芳香族ポリケチドであり、キナマイシンと同様のジアゾ基を共有しています。[24]この天然物には、ロマイビチシンAとロマイビチシンBの2つのクラスがあります。どちらのクラスもDNAに損傷を与える強力な活性を示し、ヒト癌細胞に対して高い細胞毒性を示すことが観察されています。特にロマイビチシンAは、2つの中で最も強い活性を示し、最も豊富に存在します。[25]

ロマイビチシンは、その独特な分子構造と生物活性から、化学合成に理想的な天然物です。しかし、合成化学界の関心にもかかわらず、ロマイビチシンの全合成は未だ達成されておらず、ロマイビチシンの組み立てに関連する酵素化学についても、十分な研究は行われていません。 [26]その独特な構造の研究から、この化合物の合成は多くの新しい酵素変換につながると理論づけられています。代謝工学や化学酵素合成による新規類似体の発見を促進するだけでなく、さらなる研究によって生体触媒や代謝工学に適用可能なツールが発見される可能性があります。[24] [26]

サリニスポラ トロピカ二次代謝物

Salinispora tropicaから同定・単離された二次代謝物の数は、他の2種に比べて少ない。しかし、これらの代謝物の医薬的および臨床的意義ははるかに高い。現時点では、臨床的観点からSalinisporaの二次代謝物の中で最も成功しているものはサリノスポラミドである。既にヒト臨床試験に移行しており、強力な抗がん剤として作用することが実証されている。 [27] Salinispora tropicaは、抗プロテアライドも産生する。これは、Salinisporaの二次代謝物リストの中で最も強力な抗がん剤となる可能性のある、別の抗がん剤である。この天然化合物は、骨髄腫細胞に対して非常に強力な細胞毒素である。[28]

参考文献

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