腸内細菌である大腸菌は、バイオテクノロジーの最も重要な主力製品の 1 つです。それは急速に増殖し、インスリンや他の多くの薬学的に重要な物質を生成します。通常、細菌は摂氏 37 度の温度が最も快適と感じます。温度が高くなると生体にストレスが生じ、摂氏 46 度を超えるとすでに致命的になります。科学者たちは現在、大腸菌を使用して、生物が進化を通じてどのように高温に適応するかを研究している。
生化学者のウィンターが率いる研究者らは、数年間にわたる進化を通じて、大腸菌を徐々に熱に対してより耐性のあるものに成長させた。現在、この細菌は摂氏48.5度の温度で成長する。しかし、ここには生物の自然な限界があるようです。耐熱性細菌は、祖先と比べて、通常の状態でも熱防御として知られるタンパク質「GroE」を16倍の濃度で含んでいた。しかし、耐熱性には代償が伴います。この生物は継続的なストレスにより遺伝子構造に変化が生じ、耐熱タンパク質の生産に多量のエネルギーを投資するため、祖先よりも全体的に成長が遅くなります。
GroE はいわゆるシャペロンの 1 つです。これらのタンパク質は、新しく作られたタンパク質が正しく折りたたまれるのを助けます。各タンパク質はアミノ酸の長い鎖で構成されています。三次元構造に巧みに折り畳まれることによってのみ、それは機能するタンパク質になるのです。細菌大腸菌の場合、GroE は高温で不安定になるタンパク質を統合し、機能的な形態に戻しました。 「耐熱性細菌が著しく高濃度のGroEを生成する能力は、これらの条件下で生存する能力にとって重要な要素です」とジャネット・ウィンターは説明する。
この研究は、生物が環境条件の変化にどのように適応するかについての情報も提供します。これにより、特定の目的を達成するための生物の標的育種に新たな道が開かれる可能性があります。「これらは、薬学的に興味深いタンパク質を生産するための細菌だけでなく、たとえば、厳しい環境条件下で環境毒素を分解できる細菌も含まれます」と博士は説明します。冬。
