ウィリアム・コールに何が起こったのか？合成生物学ががん治療に果たす役割

要約

19世紀末、医師のウィリアム・コーリーは、細菌感染が患者の免疫系ががんに対抗するのを助けたことを発見しました。これにより、がん治療のために細菌の意図的な注入の開発が行われ、後に合成生物学者によって改良されました。合成生物学者は、細菌をプログラムして、薬剤を安全に腫瘍に直接送達する方法を見つけ、腫瘍内で細菌を選択的に増殖させ、トロイの木馬として内部から腫瘍を標的化する方法を見つけました。細菌のDNAを操作することで、合成生物学者は、癌成長を妨げる異なる分子を合成するように指示し、生物回路の使用により非常に特定の方法で振る舞わせることができます。このアプローチは、マウスを使用した科学的試験で有望な結果を示し、細菌は将来の疾患を監視するための洗練されたセンサーとしても役立つ可能性があります。

合成生物学とは何か？
細菌をがんと戦うようにプログラムする方法は？
同期溶解回路（SL）とは何か？どのように機能するのか？
プログラマブルバクテリアの潜在的な用途は何か？
細菌をがん治療に使用する利点は何か？
結論

合成生物学とは何か？

合成生物学は、特定の目的のために新しい生物学的システムを設計・構築するか、既存の生物学的システムを改変する分野です。生物学、コンピュータサイエンス、エンジニアリングの組み合わせを使用して、自然界に存在しない新しい生物学的機能を作り出します。合成生物学者は、医学、食品生産、環境浄化などの分野で役立つ、新しいタスクを実行するために生物学的システムをエンジニアリングします。

細菌をがんと戦うようにプログラムする方法は？

細菌は、腫瘍内で選択的に増殖できるというユニークな利点を持っています。実際、腫瘍の中心部は、免疫細胞から隠れることができる安全な増殖環境を形成します。合成生物学者は、薬剤を運ぶように細菌をプログラムし、腫瘍内部を標的化するトロイの木馬として機能します。細菌のDNAを操作することで、合成生物学者は、癌成長を妨げる異なる分子を合成するように指示し、生物回路の使用により非常に特定の方法で振る舞わせることができます。

同期溶解回路（SL）とは何か？どのように機能するのか？

細菌をプログラムするために使用される生物学的回路の1つは、同期溶解回路、またはSLです。SLは、細菌が薬剤を配達するだけでなく、設定されたスケジュールで薬剤を配達することができるようにします。まず、健康な組織に損害を与えないために、抗がん剤の生産は、細菌が腫瘍内でのみ増殖するときに始まります。次に、薬剤を生成した後、キルスイッチがクリティカルな人口閾値に達すると細菌が破裂し、薬剤が放出され、細菌の人口が減少します。ただし、一定割合の細菌は生き残り、コロニーを補充します。最終的に、彼らの数が十分に増えると、再びキルスイッチが作動し、サイクルが続きます。この回路は、癌と戦うために最も効果的な定期的なスケジュールで薬剤を配達するために微調整できます。