【要通読】科学雑誌ネイチャーで林原(岡山)のトレハロース指弾。遺伝子組換えトウモロコシのリスク系
七色仮面で一世風靡したあの林原が、世界の食品に製品提供を拡大した大躍進かと思われた矢先一転して仮面を剥がせば実はコブラ仮面だったと言われだしたようなものだ。 しかも噂されていたとうりトレハロースの原料はモンサント社の《遺伝子組換えトウモロコシ》Genetically modified maize だったとばれた。 要点: ➀過去にはそこまで重篤な患者を出していなかったのに近年になって猛威を振るい、1年間に3万人近くの死者を出す、という事態を引き起こしているバクテリアがいる。《クロストリジウム・ディフィシル》と呼称されているそれ。《抗生物質の効かないスーパーバグ》との関連性も考えられていたが、《最新の研究》で人工甘味料のトレハロースが患者急増を引き起こしている可能性が示されました。 ☆パンデミック化②2000年頃からアメリカで患者が急増しだしたクロストリジウム・ディフィシル腸炎は、当初そこまで危険な感染症と思われていなかった存在。それが《突如として深刻な下痢症として猛威をふるい》だし、2011年には年間50万人もの患者が発生し、うち約2万9000人が死亡しました。 ③クロストリジウム・ディフィシルのうち、《致死性とされるRT027株とRT078株》について、《なぜ突然脅威となったのか?》を調べた ☆信憑性が高い事では権威ともなっている科学雑誌で因果律を指摘する論文が飛び出した。④新たにNatureで発表された研究によると、《クロストリジウム・ディフィシルの変化》はバクテリアが新たな武器を手に入れたのでも抗生物質の力が弱くなったのでもなく、《甘味料として使われるトレハロース》にあると見られている ☆《致死性とされるRT027株とRT078株》は、《低濃度のトレハロース》により致死性毒になることが発見された。⑤クロストリジウム・ディフィシルのうちRT027株とRT078株の遺伝子を解析。その結果、2つの菌株は《低濃度のトレハロース》を利用して増強されることを発見。 ☆新たな致死性毒を生じた原因背景に食品添加物に多用されている微量のトレハロースがトリガーであるという志向的なメカニズムが露呈した。⑥上記以外の菌株はトレハロースを利用しない。 ☆毒性を数倍吊り上げるメカニズムに微量トレハロースの関与が強化活性因らしい。⑦実験において、トレハロースはRT027の繁殖力を上げるというよりも、より多くの毒を生産させているように見えた。 ➇《RT027のように抗生物質のきかないバクテリア》はスーパーバグと呼ばれ、抗生物質の乱用が原因で耐性をつけたものと考えられていますが、今回の研究結果は抗生物質ではなく平凡な「甘味料」によって腸内環境が乱されていたという可能性を示唆しているのが大きな点。食品添加物は今や食品産業で多く使用されていますが、私たちが予想だにしない結果を導いている可能性があるわけです。 メモ ✍ 》 Pathogens boosted by food additive Epidemic strains of the bacterium Clostridium difficile have now been found to grow on unusually low levels of the food additive trehalose, providing a possible explanation for C. difficile outbreaks since 2001. Jimmy D. Ballard PDF version Between 2001 and 2006, epidemic strains of the bacterium Clostridium difficile, which can inhabit the bowel and cause dangerous diarrhoea, unexpectedly emerged in the United States, Canada and several European countries1,2. Most of these strains originated from a single lineage of C. difficile known as ribotype 027 (RT0272), which has now spread around the world3. Of particular concern has been the correlation between RT027 and a dramatic increase in deaths related to C. difficile4. The mystery of why this ribotype and a second one, RT078, became so prevalent apparently out of thin air has remained largely unsolved5. In a paper online in Nature, Collins et al.6 raise the possibility that the seemingly harmless addition of a sugar called trehalose to the food supply contributed to this disease epidemic.Dietary trehalose enhances virulence of epidemic Clostridium difficile Collins and colleagues first explored how RT027 and RT078 grow, by comparing carbon-source preferences between strains of C. difficile. They noted a peculiar property of these two lineages — they can use low concentrations of trehalose as a sole source of carbon. Next, the authors analysed the genomes of RT027 and RT078, and discovered that each encodes unusual sequences that might explain their ability to grow in low levels of trehalose. The researchers showed that RT027 carries a single-nucleotide genetic variant that changes an amino-acid residue in the protein TreR from leucine to isoleucine. TreR is a transcriptional repressor that is inhibited by trehalose. When active, TreR prevents expression of the gene treA, which encodes a phosphotrehalase enzyme involved in metabolizing trehalose into glucose and glucose derivatives. Thus, trehalose is metabolized only when its levels are high enough to inhibit TreR. Collins et al. propose that the mutation in RT027 changes TreR’s affinity for trehalose and allows it to be repressed by substantially lower levels of the sugar than normal. This frees the TreA protein to metabolize trehalose and allows RT027 to grow on low levels of the sugar (Fig. 1). Figure 1 | Increased virulence of the bacterium Clostridium difficile. Two lineages of C. difficile, RT027 and RT078, have become widespread since the early 2000s. Collins et al.6 have demonstrated that different mutations have arisen in each strain to improve the microbes’ ability to grow on low concentrations of the sugar trehalose, which has been added to foods since 2001. RT078 has acquired four genes, including one that encodes the protein PtsT, which transports trehalose into C. difficile cells. In RT027, mutation of the protein TreR increases the protein’s affinity for trehalose, which in turn inhibits TreR’s ability to bind to DNA and repress transcription of the gene treA. TreA protein, expressed when TreR is repressed, metabolizes trehalose to glucose and derivatives, enabling cell growth at low trehalose concentrations. By contrast, RT078 has adapted to grow on low amounts of trehalose by acquiring four genes involved in trehalose uptake and metabolism. The genes encode second copies of TreR and TreA, a trehalose transporter protein dubbed PtsT that helps cells take up the sugar, and another enzyme, TreX, involved in trehalose metabolism. Unexpectedly, RT078 does not share the genetic alteration in TreR that is found in RT027. As Collins and colleagues point out, it therefore seems that two epidemic strains of C. difficile have optimized trehalose metabolism in unrelated ways. The investigators next provided evidence that trehalose metabolism directly relates to enhanced virulence of RT027 in vivo. First, they showed that deleting treA in RT027 and thereby preventing trehalose metabolism markedly reduced the virulence of this strain in mice. Second, adding trehalose to the diet of mice infected with RT027 increased the animals’ risk of death. However, the bacterial load of RT027 was not higher in mice fed trehalose than in those on a trehalose-free diet, indicating that increased risk of death is not simply due to the presence of more bacteria. Rather, the authors found that improved trehalose metabolism enables RT027 to produce higher levels of a C. difficile toxin. Turning to RT078, Collins et al. demonstrated that just one of the four acquired proteins, the trehalose transporter PtsT, was responsible for the strain’s increased ability to grow on low levels of trehalose (Fig. 1). The authors showed that PtsT confers a competitive growth advantage over other lineages in the presence of trehalose. Finally, Collins and colleagues investigated the relevance of their observations in humans. Experimental infection would be difficult in people, so the researchers instead collected fluid from the small intestine of three participants on a normal diet. The fluid contained levels of trehalose sufficient to promote expression of treA in RT027 but not in other strains, supporting the potential for human relevance. RT027 was first isolated in 1985, from a person infected with C. difficile. But this ribotype was not associated with hospital outbreaks, increased death rates or epidemics until the early 2000s. Similarly, RT078 lineages isolated before the C. difficile epidemics carry the genetic information for enhanced trehalose metabolism, but were of little consequence to the epidemiology of this disease. Why did these ribotypes suddenly emerge at epidemic levels only 15 years ago? Collins and colleagues propose a surprising answer. Before 1995, high production costs made trehalose untenable as a food additive. But manufacturing innovations7 reduced the cost of trehalose production more than 100-fold8, and the US Food and Drug Administration and European agencies approved the sugar as a safe food additive in 2000 and 2001, respectively Trehalose is now added to a variety of food products, including pasta, ice cream and minced beef. The authors provide a timeline (see Fig. 6 of the paper) to illustrate how supplementing the food supply with trehalose preceded the C. difficile outbreaks caused by RT027 and RT078. They therefore suggest that the addition of trehalose to the food supply might have increased the sugar in the human bowel to levels high enough to enable growth of these ribotypes. The study’s findings raise several avenues for future research. For instance, the connection between trehalose metabolism and toxin production, and how this is linked to increased death rates in people infected with RT027, will require further analysis. Whether trehalose in the human colon, where disease occurs, reaches high enough levels to affect RT027 and RT078 virulence is also unknown. The authors tested fluid from the small intestine, thus bypassing the colon, where the complex complement of gut microbes might break down trehalose. Despite these concerns, the correlative findings of Collins and colleagues’ study are compelling. It is impossible to know all the details of events surrounding the recent C. difficile epidemics, but the circumstantial and experimental evidence points to trehalose as an unexpected culprit.Pathogens boosted by food additive https://www.nature.com/articles/d41586-017-08775-4メモ ✍ 》 株式会社林原(はやしばら、英: HAYASHIBARA CO., LTD.)は、岡山県岡山市に本社を置く食品原料・医薬品原料・化学原料製品や試薬を研究・製造・販売するバイオメーカーである。メセナ事業として美術館や博物館などを運営する。 2011年に会社更生法を申請し、化学専門商社長瀬産業の完全子会社になる。2012年3月26日に会社更生計画は終結している。 メモ ✍ 》 妊娠した女性の93%、80%の胎児から有毒成分(Cry1Ab)が検出されたという調査結果が2011年にカナダで発表された(Bt toxin found in human blood is not harmless)。この研究を行ったのはシェルブルック大学病院センターの産婦人科の医師たちだ。彼らは30人の妊娠女性と39人のまた子どもを持っていない女性から血液のサンプルを調査した。遺伝子組み換え経緯の有害物質が93%の妊娠女性の血液(30人のうち28人)から検出され、80%の女性(30人のうち24人)の臍帯血からも検出された。妊娠していない女性のケースは69%(39人のうち27人)。 この毒素は遺伝子組み換えトウモロコシを飼料とした家畜の肉や牛乳、卵などを食べた結果と考えられる。遺伝子組み換え関連の有害物質が妊娠した女性、胎児、妊娠していない女性の血の中に存在していることをこの調査は初めて明らかにしたものだ。 しかし、この問題は米国・カナダに留まることはない。なぜならば日本での飼料の自給率は20%台に過ぎず、圧倒的部分は米国からの輸入であり、米国での大豆生産の93%、トウモロコシの86%が遺伝子組み換えであるという(2009/2010 Genetically modified food Wikipedia)。つまり米国で起きているGM飼料を通じた有害物質汚染は日本でも起きていると考えざるをえないからだ。 フィリピンの農民がGMコーンの花粉を呼吸して健康被害アメリカは、遺伝子組換え食品への怖れを過剰反応だとあしらったが、ノルウェイの研究者はフィリピンの農民がバイテクコーン農場の近くに住んでいて害を受けたと報告した。遺伝子組み換え食品論争は五日間に及ぶ国連のバイテクセーフティ会議での中心議題となり、アメリカの代表が欧州連合と環境団体の生命操作製品を過剰にコントロールしていると攻撃した。 トリプトファン事件(トリプトファンじけん)とは、米国において1988年末から1989年6月にかけて、昭和電工が製造した必須アミノ酸である「L-トリプトファン」を含む健康食品を摂取した人の血中に好酸球が異常に増加して筋肉痛や発疹を伴う症例(EMS)が大規模に発生した事件である。FDAのサイトによると、被害は1,500件以上、死者38名と記録されている。 原因は、遺伝子組み換えで変異した微生物が、猛毒タンパク質を生成したことである。