細菌の生ワクチン候補株を新手法で設計―時間とコストの削減が可能：農業・食品産業技術総合研究機構
(2022年12月13日発表)
（国）農業・食品産業技術総合研究機構の研究グループは12月13日、ゲノム情報（全遺伝情報）を利用して生ワクチンの候補を短時間で設計する手法を開発したと発表した。細菌のゲノム情報から病気に関与する遺伝子を推定し生ワクチンを設計するというもので、「豚丹毒菌（とんたんどくきん）」と呼ばれる感染症の病原体をモデルに使って開発した。家畜や家きん（鳥類）向けの生ワクチン開発の時間とコストを削減できるとしている。
病原体が体内に入ることで起きる感染症の予防には、ワクチンを使うのが最も効果的といわれる。このため感染症予防のワクチンに対する関心が高まっているものの、新しいワクチンの開発には多大なコストと時間がかかるという壁がある。
そこで農研機構は、それを何とか突破できるようにできないものかと人獣共通の感染症病原体である豚丹毒菌の弱毒株に着目して経口投与型のベクターワクチンの開発にこれまで取り組んでいた。
しかし、豚丹毒菌のゲノム上には1,700個以上もの遺伝子があるためその中から病原性に関与する遺伝子を見つけるのはこれまで難しかった。
それを今回別のアプローチで突破することに成功した。
豚丹毒菌は、生存に必要な栄養素を感染した細胞から採り、「ゲノム収縮」といってゲノムのサイズを小さくしている。
今回研究グループは、そのゲノム収縮に注目したもので、豚丹毒菌のゲノム上に残っている遺伝子は感染に重要な「病原遺伝子」なのではないかという仮説を立てて実験に取り組んだ。
その結果、豚丹毒菌は、7種類のアミノ酸を合成しているだけで、その他のアミノ酸は全て感染した細胞から摂取していることが分かった。
そこで、それら豚丹毒菌のゲノム上にあるアミノ酸合成に関わる遺伝子すべてを「病原遺伝子」の候補にしその中からアミノ酸の一種プロリンの合成に関わる遺伝子を除去した遺伝子欠損株を5種作製して増殖する力がどう変わるかを免疫細胞（マクロファージ）に感染させて調べることを行ってみた。
すると、いずれの遺伝子欠損株も菌の増殖能の低下が認められ、弱毒化していることが判明、特定の遺伝子をゲノム上から除去する手法で弱毒化したワクチン候補株が作製できることを実証した。
豚丹毒菌で見られるゲノム収縮は、マイコプラズマをはじめ、ライム病菌、リケッチア、クラミジア、バルトネラなど多くの細胞内寄生菌で認められている。
この技術で開発した生ワクチン候補株は、既存の生ワクチンと異なり弱毒化の機構が明らかなことから「病原性が復帰して強毒化する可能性は極めて低い」と研究グループは見ており「実用化が期待される」と話している。
