深海サンゴに潜む細菌、小型ゲノムで新しい科を提唱する驚きの発見

Tokyo米国とドイツの研究チームが、イルヤナ・バウムス教授とサミュエル・フォーセン博士の指導のもとで、メキシコ湾の深海サンゴから新種のバクテリアを2種類発見しました。これらのバクテリアは、これまで知られておらず、通常よりもはるかに小さいゲノムを持つ点で特異的です。彼らは、寄生虫として知られることが多いモリクテス綱に属しており、今回の発見により、この綱に新しい科「オセアノプラズマタケ科」が加わりました。

細菌であるオーシアノプラズマ・カロゴルギアエおよびタラッソプラズマ・カロゴルギアエは、遺伝子の数が非常に少ないことで知られています。

1. オセアノプラズマ・カロゴルギアエ: 359個の遺伝子
2. タラソプラズマ・カロゴルギアエ: 385個の遺伝子
3. 参考までに、Escherichia coli（大腸菌）: 4,000個以上の遺伝子
4. ヒトの遺伝子数: 約21,000個

興味深い微生物たちは、ほとんどの生物とは異なり、エネルギー源として炭水化物を利用できません。その代わりに、ホストであるサンゴから得られるアミノ酸アルギニンのみに依存しています。アルギニンを分解すると得られるエネルギーは非常に微量ですが、それでもこのバクテリアは生存し、うまくやっていけます。このような状況は、エネルギーが乏しい環境で生きるために必要な基本的な代謝のニーズと適応について考えさせられます。

この発見は重要です。それは、生物が厳しい環境でどのように共存しているのかについての考えを変えるからです。この関係の具体的な内容はまだ理解されていませんが、これらのバクテリアはサンゴから重要な栄養素を得ているようです。また、これらのバクテリアがサンゴに栄養を与えたり、病気から守ったりしている可能性もあります。

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深海のサンゴは、光や栄養が乏しい環境で生き抜くために独自の方法を進化させてきました。熱帯のサンゴは藻類と共生しますが、これらのサンゴは栄養を得るために細菌に頼ることがあります。細菌がアルギニンを分解して窒素を供給することで、サンゴの生存を助ける可能性があるのです。

研究者たちは、サンゴに存在する細菌がCRISPR/Casシステムを利用していることを発見しました。これらのシステムは通常、遺伝子編集に知られていますが、細菌がサンゴを害虫から守るのを助けている可能性があります。つまり、細菌は単にサンゴに害を与えるだけでなく、サンゴの防衛システムを支援する有益な役割を果たしている可能性があることを示しています。

バウムス教授は、サンゴが異なる環境で生き延びる方法を研究しています。彼女は、特定の細菌がサンゴの進化や適応を理解する上で重要であると信じています。様々な機関と共同で行われたこの研究は、基礎遺伝学や深海でこれらの細菌と共生するサンゴの生存方法を解明する手助けになるかもしれません。