サリニスポラ

サリニスポラ
S. アレニコラTM223-S2株
科学的分類
ドメイン：	細菌
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 マルドナド他 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 アハメド他 2014 S. tropica Maldonado et al. 2005年 S. vitiensis Román-Ponce et al. 2020年

サリニスポラ属は、ミクロモノスポラ科に属する、偏好気性、グラム陽性、非抗酸性細菌の属である。従属栄養性、非運動性であり、高浸透圧/イオン強度条件下で必ず増殖する。[2] [3] [4] サリニスポラ属は、生存に高浸透圧/イオン強度要件を持つグラム^{陽性細菌の}属として初めて特定された。 ^[2]熱帯の海洋堆積物に広く豊富に存在し、2002年に初めて特定された。 ^{[2]この細菌属は、医薬として使用できる新規}二次代謝産物を生産するため、バイオテクノロジー上重要な可能性がある。 ^[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 つの種が知られています。^{[6] [7]当初は}S. pacificaのみで構成されていた系統群は、2020 年に比較ゲノム解析によってさらに調査され、6 つの追加種が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あります。 ^[8] Salinispora ゲノム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]}

Salinispora属はグラム陽性菌で、広く枝分かれした菌糸を形成し、滑らかな表面の胞子が群生または単独で発生する。^[4]胞子形成中、胞子は短い胞子突起（胞子体）から散布するか、または基部（無柄）から直接散布する。^{[3] [4]}暗褐色、黒、オレンジ、ピンクなど、さまざまな色素を生成する。^[2]胞子として休眠段階でかなりの時間を費やすと思われ、^{[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。培養では、堆積物と海水の境界面でのブルームが観察されている上層堆積物で優先的に生育することがわかっている。^[12]

サリニスポラ属は、生存するために高浸透圧/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置き換えることができることが示されています。^[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りますが、すべての種で細胞膜の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ます。 ^{[13] [14]}

Salinispora属の種と株は、多種多様な二次代謝産物を生産する。これらの二次代謝産物を生産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、種と株間の高い配列類似性を説明できる可能性がある。^{[10] [15]}多種多様な生合成遺伝子産物も、ニッチ分化に寄与した可能性がある。種/株の特定の二次代謝産物の大量生産は、細菌の生存におけるそれらの重要性の証拠となり、Salinispora属内の特定の種と株を識別するために使用できる可能性がある。^{[16] [17]}

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よく見られます。^{[11] [18]}最大5699メートルの深さで検出されており（活発に成長しているか胞子であるかは不明）、最大1100メートルの深さで成長していることが確認されています。^{[11] [12]}分布がより高い緯度を含むかどうか、またはなぜ赤道地域に限定されているのかはまだわかっていません。さらに、海綿動物や海藻からも分離されているため、分布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つの海洋すべてで特定されており、地理的に最も豊富なのはS. arenicolaである。 ^[19]

サリニスポラは、細菌間の生合成経路をさらに解明するために、ゲノム配列データを分析するためのモデルとして使用されてきました。これは、微生物の天然物を伝統的な天然物や潜在的な新薬の発見の手がかりとして利用する研究の不可欠な部分でした。^[3]研究者は、この属の進化の歴史と多様性を見ることで、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成するために使用する戦略の背後にあるメカニズムを明らかにすることができました。^{[3] [17]}サリニスポラ種のこれらのさまざまな新しい二次代謝産物は、潜在的に薬学的に価値があることが確認されています。サリニスポラ種は、それぞれの種が生成する天然物によって区別できます。^[20]

Salinispora arenicola の二次代謝産物は、幅広い医薬用途がある。Salinispora arenicolaから分離できる天然化合物は 20 種類以上ある（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）。これらの化合物の潜在的用途は広範囲に及ぶ。9 種類以上の化合物が癌細胞または癌前駆細胞の阻害に関連しており、他の化合物は耐性菌、酵母、真菌に対する抗生物質としての能力を示している。シクロアペプチドは、炎症の原因となるヒトの肺細胞である肺線維芽細胞に対してわずかに毒性があるため、喘息の治療薬となる可能性がある。他の化合物は、重金属中毒の治療薬やコレステロール低下薬として使用できる可能性がある。 ^[20]

Salinispora pacificaで特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。代謝物の中には、がんの増殖を抑制する効果のあるものもあります。例えば、シアノスポラシド^{[21]は、ヒトの大腸がん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ため、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、免疫抑制能力があり、アレルギーの治療に使用できる可能性のある他の代謝物です。

Salinispora pacifica は、ロマイビチシンと呼ばれる細胞毒性のある二次代謝産物のファミリーを生成します。これらはSalinispora属から分離された最初の化合物であり、その構造は 2001 年に公開されました。当初、生成する細菌株は新しいMicromonospora種であり、 「Micromonospora lomaivitiensis」という提案名が付けられていると報告されました。さらに遺伝子配列を解析した結果、この株は実際には S. pacifica であることが判明しました。^[5]

ロマイビチシンは、アングサイクリンファミリーの芳香族ポリケチドであり、キナマイシンに似た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、ヒトの癌細胞に対して高い細胞毒性があることが観察されています。特にロマイビチシンAは、2つの中で最も大きな活性を生成し、最も豊富です。^[25]

ロマイビチシンは、そのユニークな分子構造と生物学的活性のため、化学合成に理想的な天然物です。しかし、合成化学コミュニティの関心にもかかわらず、ロマイビチシンの全合成はま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はまだ広範囲に研究されていません。^{[26]その独特な構造を研究することから、この製品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しい類似体の発見を促進することに加えて、さらなる研究により、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]}

Salinispora tropicaから特定され分離された二次代謝物の数は、他の 2 種よりも少ない。しかし、これらの代謝物の薬理学的および臨床的関連性ははるかに高い。これまでのところ、臨床的観点から見ると、サリノスポラミドはサリノスポラの二次代謝物の中で最も成功している。すでにヒトでの治験に移行しており、強力な抗癌剤であることが証明されている。 ^[27] Salinispora tropica は、抗プロテアライドも生成する。これは別の抗癌剤であり、サリノスポラ二次代謝物リストの中で最も強力な癌抑制剤となる可能性がある。この天然化合物は、骨髄腫細胞に対する非常に強力な細胞毒素である。^[28]