細菌の新たな「スーパーファミリー」蛋白質が発見される 細菌捕食者Bdellovibrio bacteriovorusから見つかったPopA蛋白質の独特な構造が、細菌の環境との相互作用を再考させる可能性があることが明らかになった。この研究は、有害細菌への対策や医療・バイオテクノロジー分野での新しいアプローチにつながる可能性がある。

研究者ら、細菌の新たな「スーパーファミリー」捕食タンパク質を発見 2025年に『Nature Communications』誌に掲載された新研究で、科学者たちは細菌の新しいタイプのタンパク質を同定しました。これは私たちが細菌の環境との相互作用を理解する上で大きな変化をもたらす可能性があります。 研究は、捕食細菌 Bdellovibrio bacteriovorus から見つかった PopA というタンパク質に焦点を当てています。このタンパク質は、通常の単体や三次元構造とは異なる独特の五重構造を持っています。 この研究プロジェクトは、バーミンガム大学を中心に国際的な研究チームによって行われました。先端的なイメージング技術を使用して、PopA にはボウル型の形状があり、脂質（脂肪）を内部に捕らえることが明らかになりました。 PopA を大腸菌（E. coli）に導入すると、その膜に損傷を与えるため、PopA は Bdellovibrio が他の細菌を攻撃し摂取する過程において重要な役割を果たしていると考えられます。また、脂質を捕らえる能力は、細菌が環境との新しい相互作用方法を持つことを示唆しています。 構造解析とAI駆動の検索結果から、PopA のアナログ体（homologs）は多様な細菌種類に存在することが確認されました。これらのアナログ体は四重体、六重体、甚至九重体を形成し、すべて脂質捕捉特性を共有しています。これにより、これまで認識されていなかった新たな「スーパーファミリー」タンパク質の存在が示されました。 リード著者のアンドリューコメント教授は次のように述べています。「私たちは細菌のタンパク質について、これまでの知識に挑戦的な発見をしました。PopA の独特な構造と機能は、細菌が環境との相互作用をより複雑に行っていることを示しています。これにより、細菌の機能と相互作用の理解が進むでしょう。さらに、薬学やバイオテクノロジーにおける有害な細菌に対する新たな対策の開発にも重要となる可能性があります。」 また、研究チームは、環状構造を形成する別の新しいタンパク質ファミリーも発見しました。これは、環状構造を形成するメカニズムが以前考えられていたよりも一般的であることを示唆しています。 X線結晶構造解析、クリオ電子顕微鏡、分子動力学の組み合わせを使用して、研究チームは PopA が脂質を捕らえる中央の空洞を持つことを示しました。これは、多くの膜タンパク質が脂質の排除を主な機能としているとされる従来のモデルとは異なります。 外膜タンパク質（OMPs）は、シグナル伝達、ホスト細胞への接着、重要な反応の触媒、およびヒトの細胞内の物質・栄養素の輸送など、幅広い機能を担っています。OMPs の自然変異を理解することは、抗細菌剤の開発から合成生物学まで、さまざまな分野での恩恵をもたらすと考えられています。