1982年から続けてきた微生物の基礎研究や医療機関における臨床を経て、独自の腸内フローラ移植(便移植)方法を開発しました。微生物たちとの共存共栄には、無限の可能性があると信じています。
シンバイオシス研究所 -微生物との共存共栄-
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腸内細菌は遺伝子治療の領域である。腸内フローラ検査の今とこれから。

ヒトマイクロバイオーム

まずはじめに。
わたしは今までの人生で、DNAというものを見たことがありません。
DNAどころか、ミトコンドリアも、細胞すら見たことない。

手を眺めることで「見た」にカウントしていいならあるけど。

人体解剖や手術の様子を見たこともないし(医療ドラマも苦手)、
男性の裸も、弟のちっちゃいときぐらいしか覚えてない。

半年ぐらい前にお父さんの風呂場に乱入してしまって、「ごめんっ!!!/////////////照」ってなったことはあるけど、裸をまじまじ眺める余裕はなかったわ。
今度お願いしてみよ。(お父さんが心配するからやめなさい)

なので、腸内細菌のこと、DNAのこと、ここで語るいろんなこと。
これらは、聞いたことや調べたこと、推定したことでしかありません。

「この店、いつ来てもお客さんゼロやけど、まあ潰れんとやってるってことはそれなりにお客さん入ってるんやろなあ」と推定するわけです。

でももしかしたら、その店の店主は半端ない大地主で、店は暇つぶしにやってるだけかもしれん。
もしくは、店頭は確かにお客さんゼロなんやけど、ネット通販で儲けまくってるかもしれん。

そういう、「推定は間違っているかもしれない」という認識は、どの分野においても大切です。
今日は、そういう推定としての腸内フローラ検査(次世代シーケンサーバージョン)のお話をします。

検査で何がわかるか、ざっくりした説明は前の記事で。

腸内フローラ検査って何なのか、何がわかるのかを徹底解説します。

次世代シーケンサー腸内フローラ検査の流れ

STEP1:便の採取

実は今回は便の採取方法について、皆さんにお願いしたいことがあってこの記事を書いています。
キットをお届けして便を採取していただくときに、便の量があまりにも少なすぎると、正しい解析ができないことがあるんです。

検査キット2

こういう形でキットをお届けするんですが、この青色の保存液が茶色っぽくなるまで便を奥に入れていただきたいんですね。
これ、少なすぎても色が変わらないし、逆に大量に取りすぎると入り口のところで詰まって奥までいかないんで、微妙なところなんです。

左が取る前で、右が理想的な色の変化。
検便キット

これで、正常な量の便が取れたということになります。

STEP2:DNA抽出(サンプル調製)

次世代シーケンサー

まず、届いた検体からDNAのサンプルをつくります。
サンプルには、こんな情報が入っています。

  1. DNA insert……これを読んだら、遺伝子の情報が入っております〜という部分。今は16Sという部分がメインです。
  2. SP……DNA insertの両端にくっついている、ここからここまでを読むべし! というしおり的な部分。
  3. Index……同時に80人分ぐらいを解析しても、誰が誰のんかわからなくならないような番号札。
  4. P5,P7……DNA増幅時に必要な部分。

さらっと書いてますが、なんやらもうすごいことになってますね。

STEP3:DNA増幅(クラスター形成)

次世代シーケンサー

ただ、「ここを読めばいい」と言われましても、DNAというのはびっくりするぐらいちょっぴりなので、読もうにも読めません。(検出不可)

例えるなら、アフリカに観光に行って、ガイドさんに「ほら、2キロ先にシマウマの親子!」って言われる感じ。
「え、見えへん見えへん! もっと近づいて!」って言うんですが、
「ダメダメ、ここ保護区、近づけない」って通過される。
結果として、ただの揺れの激しいドライブに終わった、みたいな。

こういう時に、シマウマが空気を読んで群れを呼んでくれたら、「あ、群れやぁ〜。たぶんシマウマやぁ〜」っていうのがわかるようになります。

DNA増幅っていうのは、そういう感じ。
望遠鏡持っていけばいいやんって話もありますが、なんせ相手はDNAです。
人間が持っている望遠鏡を駆使しまくっても、全然見えへんのです。

この増幅のときに、先程お伝えした「保存液の色が変わるまで便を取って」が生きてくることになります。

最初からある程度の量があると、増幅にかかる時間が短くなります。
かなり乱暴な言い方をしますと、10匹のシマウマを100匹にするのと、1匹のシマウマを100匹にすることを比べてください。

この工程にかかるのが1検体あたりだいたい1徹夜なんですが、これが3徹夜くらいになってしまうんです。
研究員(おっちゃん×2)は、死にかけてしまいます。

どうか、ご協力よろしくお願いいたします。

STEP4:シーケンシング&塩基配列決定

次世代シーケンサー

この最後の工程もかなりカッコいいんです。

まず、オリジナルのほうのDNAの塩基配列は隠されています。
機密情報なので、外部に漏れたら困りますからね。(誰が)

そこで、解読方法を知っている仲間だけが内容を知ることができます。

暗号文「つふわひかにきがせうち」

解読者「えっと、ひらがなを一文字ずつ上にずらすわけだから、ち、めもめも。ひ、めもめも。」
めもめも……
「えーっと暗号文は、ちひろおなかすいた。…腹減ったんかい!」

ってことです。

実際には、4つの核酸塩基と呼ばれるもののうち組み合わせが決まっていて、
アデニン(A)とチミン(T)がセット、グアニン(G) とシトシン(C)がセットになっていて、
はめ込んでみるとチミン(T)を受け取ってくれたら、そこにいるのはアデニン(A)だとわかります。

メモメモ作業にあたるのは、はめ込んでみるやつに蛍光塗料を塗っておいて、受け取ってくれたら撮影するということを繰り返します。
これを後から見返したら、どんな並び順になっているかわかるんですね。

これ考えた人、ほんま天才すぎやろ。
ノーベル賞5個ぐらい取れるんちゃう。

これをもっと詳しく知りたい方は、イルミナ社の資料Sequencing By Synthesis (SBS) ケミストリーとは何か?
か、下記のYouTubeがわかりやすいです。

ちなみに、「わかりやすい」には但し書きがありまして、
ただし遺伝子の基礎知識があって、遺伝子解析の歴史の基礎知識があって、さらに英語もわかりますという場合のみ。
そんなん、誰が該当するん?
「他人に合わせられるB型」ぐらい珍しいやん。(すごい偏見)

まあ、とりあえずすごいんやなってことは伝わります。(動画作った人、報われへんな)

次世代シーケンサーのメリットとデメリット

最新の次世代シーケンサーは、今の遺伝子解析の業界ではトップを爆走しています。
以前よりも安価になって、解析速度も速くなって、解析しまくっておられます。(安価になったのはランニングコストで、装置そのものはびっくりしちゃうほど高い)

そんなシーケンサーの特徴。話を簡単にしたいので、今回は微生物の解析に話を絞ります。

死菌も検出できる
生きていても死んでいても、そこにいさえすれば検出できます。死体の損傷具合によって、どこまで詳しく個人を特定できるかは変わってきますが。(日本人っぽいけど、誰かまではわからへんな、みたいな)
逆に言うと、もう活動していない菌も検出されてしまうというわけです。活動していないのにいっぱいいたら、そっちに目がいっちゃいますよねえ。
分類と同定は違う
ややこしい言葉遊びのようですが、高精度のシーケンサーであっても、君は○○菌だ!と断言(同定)しているわけではないんです。
例えば、わたしが海外に行って自己紹介するとします。
「職場は、大阪府大阪市淀川区西中島4-2-26-310です」って言っても、通じません。
「Oh,ムカシ、ウメダに行ったことアルヨ」
「そうそう、めっちゃ近く! そっから2駅!」
「ソレじゃ、君の職場はウメダなんだね」
えっ、ちがう……何なら、間に淀川はさまってる…
分類とは、こういうことです。だいたい似てたら、同じってことにしましょう。
塩基配列が似ているというだけで同じ扱いになる
かつては、見た目とか、趣味とか、行動パターンとか、好きな食べ物とか、キャラとかで分類していました。
それが遺伝子配列による分類になって、もっと細かな分類が可能になりました。
言い換えると、妹とわたしは同じところに分類されるようになったというわけです。
見た目も全然ちゃうし(妹のほうが断然可愛くて不公平)、趣味も行動パターンも好きな食べ物もキャラも違って、むしろ共通点はDNAぐらい。

これからの腸内フローラ検査

次世代シーケンサー

今の次世代シーケンサーはむちゃくちゃ高性能です。
ただ、それゆえの欠点もあるし、まだまだ成長段階。
あまり過信してはいけません。

個人的に思うのは、これからの腸内フローラを含めた遺伝子解析は、「これまでの科学技術をまとめる」のが次の段階ではなかろうかと思います。
つまり、「キャラに騙されてはいけない! 大事なのは、その時の気分で変わらない客観的数値であるDNAなんだ! 時代の最新はこれなんだ!」という研究の進め方が変わるだろうということです。

だって、キャラも大事じゃない?
その人の体調が悪いのは、仕切りたがりの腸内細菌が多すぎてまとまらないのか、おとなしい腸内細菌が多すぎて行動できないのか、人の目を盗んでサボる腸内細菌が仲間を増やしているのか、その原因がわかるのはキャラを調べたときだけです。

だから、まず見た目とか、趣味とか、行動パターンとか、好きな食べ物とか、キャラとか、そういうのを塩基配列とセットで見るべきです。
つぎに、彼らが群れとしてどんな働きをしているのか(ヲタクのおかげでAKB経済が回った、など)を調べてやる必要があります。

これがいわゆる、有機酸などの代謝産物を解析するメタボローム解析です。

どんな遺伝子を持った、そしてどんな特徴を持った子たちが、全体としてどんな働きをしているのか。
すでにある技術の組み合わせで、新しいことが見えてくる気がしています。

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自分の目で見えて、自分の手で触れられるものしか信じてきませんでした。 でも、目には見えないほど小さな微生物たちがこの世界には存在していて、彼らがわたしたちの毎日を守ってくれているのだと知りました。 いくつになっても世界は謎で満ちていて、ふたを開けると次は何が出てくるんだろう、とわくわくしながら暮らしています。 ご挨拶と自己紹介も併せてご覧ください。
腸内フローラ移植(便微生物移植)を知っていますか?
わたしたちの腸に暮らす腸内細菌たちと健康との関連が、世界中で次々に明らかになってきています。 「すべての病気は腸から始まる」と言われるように、腸内環境が崩れると病気を引き起こすことが知られています。
健康な人の腸内フローラを移植することで、ふたたび健康を取り戻そうという治療法に期待が高まっています。
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