細菌が、効き方の少しずつ違う抗がん物質を何種類も自然に作り分けている——その仕組みが、ようやく分子レベルで解き明かされました。英ウォーリック大学とオーストラリアのモナッシュ大学のチームが、細菌が同じ「組み立てライン」からバリエーション違いの薬を生み出すからくりを突き止め、2026年7月1日付で科学誌Nature Communicationsに発表しました。新しい抗がん剤を設計する足がかりになりそうな成果です。
細菌がつくる抗がん物質の一群
今回の主役は、HDAC阻害剤（エイチダック・そがいざい）と呼ばれるタイプの抗がん剤です。細胞の中には、どの遺伝子をオンにしてオフにするかを調整している酵素（ヒストン脱アセチル化酵素、略してHDAC）があります。HDAC阻害剤はこの働きを止めることで、がん細胞で狂った遺伝子の制御を立て直す方向にはたらきます。
この仲間の中には、すでに患者に使われている薬もあります。ロミデプシン（商品名イストダックス）は、T細胞リンパ腫という血液のがんの治療薬としてアメリカで承認済みです。もともとこうした化合物は、細菌が体の中でつくり出したものが元になっています。
おもしろいのは、細菌が1種類だけでなく、構造がよく似た「親戚」の薬をいくつも作るという点です。たとえばロミデプシンと化学的に近いFR-901375という物質は、存在は何十年も前から知られていたのに、細菌がどうやってそれを組み立てているのか、その道すじがずっと謎のままでした。今回の研究は、この合成経路を初めて突き止めたものです。
解明された「作り分け」の仕組み
細菌がこうした複雑な薬をつくるとき、体内では巨大なタンパク質の「組み立てライン」が動いています。研究チームがそのラインをくわしく調べたところ、部品と部品のつなぎ目に、ドッキングドメインと呼ばれる小さな連結部品があることが分かりました。組み立てラインのある区画が作った中間産物を、次の区画へと受け渡すためのコネクタです。
カギは、このコネクタが共通規格の差込口になっていて、複数の違う酵素パートナーと差し込めることでした。薬の「土台」をつくる中核の機械はそのままに、先端につく可変部——どのがんを狙うかを左右する部分——だけを別の酵素で差し替えられる。だからこそ、細菌は同じ設備を使い回しながら、構造の違う薬を何種類も、しかも精度を保ったまま作り分けられるわけです。つまり「共通のつなぎ口」こそが、多様さと正確さを両立させる仕掛けでした。
チームは、この作り分けのシステムがどう生まれたのかもたどっています。今回見つかった化合物をつくる仕組みは、近縁の薬づくりシステムから、遺伝子の重複（コピー）と組み替えを経て進化してきたらしい、というのです。自然界は、既存の設計を少しずつ流用しながら、薬のレパートリーを増やしてきたことになります。
研究の進め方
チームは複数の手法を組み合わせて、この仕組みを確かめています。まず公共データベースを探索して、FR-901375をつくる遺伝子の一式をPseudomonas chlororaphis subsp. pisciumという細菌の中に見つけ、質量分析で裏づけました。精製したタンパク質を試験管内で組み合わせる実験では、酵素同士がねらいどおりに結合してはたらくことを確認しています。
タンパク質がどう組み合わさるかの立体構造は、AI（AlphaFold）による予測を使い、それを実験で検証するという流れで調べました。さらに、コネクタ部分の一部を人工的に変えたり、その遺伝子を取り除いたりして、ドッキングドメインが実際に欠かせない部品であることを確かめています。加えて、いろいろなHDAC阻害剤をつくる細菌の遺伝子配置を比べ、進化的に共通して保たれている部分を洗い出しました。
新しい抗がん剤設計への意義
部品を混ぜ合わせて多様な分子をつくる戦略は、組み合わせ生合成（combinatorial biosynthesis）と呼ばれ、創薬の世界で長年の目標でした。ねらった性質の薬を狙って組み立てられれば、新薬づくりが大きく加速するからです。ただ、これまでは酵素同士がどうつながっているのかが分からず、足踏みが続いていました。
今回、その”つなぎ方の設計図”が手に入ったことで、自然のやり方をまねる——あるいは改良する——道が見えてきました。責任著者のGreg Challis教授は、効き目や標的への選択性が高く、副作用の少ない候補を狙って設計できる可能性に触れ、当面は治療の難しいがん向けに候補分子のライブラリを広げていきたい、と語っています。仕組みを理解する段階から、新しい仕組みを自分たちの手で組み立てる段階へ移りつつある、というわけです。
解釈上の留意点
気をつけたいのは、今回の成果はあくまで「作り分けの仕組みの解明」であって、新しい抗がん剤ができあがったわけではない、という点です。設計の土台となる原理が整った段階で、実際に有望な候補分子をつくり、それが動物や臨床の場で効くかどうかを確かめるのはこれからの課題です。「新薬につながりうる」という表現は、その手前にまだいくつも段階があることを含んでいます。
なお、この研究は査読を経てNature Communicationsに掲載された論文にもとづいています。
出典
Munro Passmore ほか「Molecular basis for depsipeptide HDAC inhibitor combinatorial biosynthesis」Nature Communications（2026年7月1日）DOI: 10.1038/s41467-026-74383-4
ウォーリック大学プレスリリース：Scientists uncover ‘mix and match’ mechanism for creating new cancer-fighting drugs
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