據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》2月7日?qǐng)?bào)道，日本科研人員在利用未知基因研發(fā)新藥。
報(bào)道稱，從自然界微生物生成的天然物質(zhì)中出現(xiàn)了很多醫(yī)藥產(chǎn)品。迄今為止，微生物中的基因只有一部分可用于藥物開(kāi)發(fā)，但隨著基因組解析的進(jìn)步，新的“礦脈”正在不斷涌現(xiàn)。尋找新藥候選對(duì)象的“微生物淘金熱”時(shí)代會(huì)到來(lái)嗎？
微生物所帶來(lái)新藥的鼻祖是抗生素“青霉素”，英國(guó)的亞歷山大·弗萊明發(fā)現(xiàn)了它，并因此于1945年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。2015年獲得諾貝爾獎(jiǎng)的大村智，則是在高爾夫球場(chǎng)附近的土壤中發(fā)現(xiàn)了用以開(kāi)發(fā)出抗寄生蟲藥“伊維菌素”的微生物。
如果找到可以生成天然物質(zhì)的基因，就可以將其加入到其他微生物中，合成為效果更好的天然物質(zhì)。微生物的基因組是新藥的礦脈，現(xiàn)在大約半數(shù)的醫(yī)藥品都是以天然物質(zhì)為基礎(chǔ)的。
但是近年來(lái)，僅靠以往的培養(yǎng)法和解析技術(shù)，已經(jīng)找不到比過(guò)去更好的微生物了。
新藥開(kāi)發(fā)的方法，除了利用微生物產(chǎn)生的天然物質(zhì)，還有以人工合成促進(jìn)人體活動(dòng)的物質(zhì)。由于難以找到天然物質(zhì)，制藥公司正將研發(fā)重心轉(zhuǎn)移到使用人類抗體等的生物藥品上。
然而，東京大學(xué)教授大西康夫指出，“微生物還蘊(yùn)含著很多可能性”，只是沒(méi)有挖掘出未知的基因。在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的微生物中，只有20%左右的基因發(fā)揮了作用，剩下的80%還處于休眠狀態(tài)，無(wú)法得知其功能。
大西教授關(guān)注的是喚醒未知基因的“基因組挖掘”技術(shù)。未知基因一旦轉(zhuǎn)移到其他微生物身上，往往就會(huì)從休眠狀態(tài)被喚醒。這樣一來(lái)，就可以合成以前無(wú)法獲得的新天然物質(zhì)。
藥品的藥效由化合物的結(jié)構(gòu)決定。微生物生成的天然物質(zhì)有多種結(jié)構(gòu)。如果運(yùn)用“基因組挖掘”技術(shù)，將有助于開(kāi)發(fā)出治療頑疾的新藥。
東北大學(xué)教授淺井禎吾將在絲狀菌中休眠的一部分基因轉(zhuǎn)移到曲霉菌中，產(chǎn)生出22種天然產(chǎn)物，在防止引發(fā)老年癡呆癥蛋白質(zhì)的凝聚、防止引發(fā)癌癥干細(xì)胞的增加方面具有一定效果。淺井教授說(shuō)，這意味著“將出現(xiàn)爭(zhēng)奪新基因組的競(jìng)爭(zhēng)”。
應(yīng)該還存在未被人類見(jiàn)過(guò)的微生物。但自然界的微生物在人類所提供的環(huán)境中很難繁殖，因此很難分析其基因組。也可以說(shuō)，現(xiàn)在手邊的微生物基因組只是偶然培養(yǎng)出來(lái)的種類。
隨著快速讀取遺傳基因堿基序列的“新一代測(cè)序儀”的出現(xiàn)，各種生物的基因組被解析出來(lái)，但地球的微生物基因組得到解析的還不到1%。
早稻田大學(xué)的創(chuàng)業(yè)公司bitBiome開(kāi)發(fā)出了將每個(gè)微生物封閉在一滴液體中，進(jìn)而讀取其基因組的獨(dú)有技術(shù)。即使培養(yǎng)過(guò)程很困難，也能找到遺傳基因。
公司創(chuàng)始人細(xì)川正人說(shuō)：“希望充分利用龐大而未被利用的微生物資源?！睋?jù)介紹，該公司以每月1億個(gè)的速度解析微生物基因組，已建立了8億個(gè)基因的數(shù)據(jù)庫(kù)。這成為探索目標(biāo)基因的“地圖”。這些基因獵手共同的最終目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出“自動(dòng)挖掘礦脈”的技術(shù)。如果能用人工智能和機(jī)器人探索出微生物基因組生成的天然物質(zhì)，那將進(jìn)一步加快利用天然物質(zhì)的藥物研發(fā)。淺井教授也認(rèn)為這“在技術(shù)上完全有可能實(shí)現(xiàn)”。
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