科学者たちは腸内細菌間の軍拡競争を追跡している
アラン・ボイル著
腸内細菌のバランスは、病気と健康の違いを生む可能性があります。そして今、科学者たちは、異なる細菌種が互いの毒素から身を守り、力のバランスを維持するために免疫遺伝子を共有していると報告しています。
実際には、近縁種の細菌は互いの防御システムを獲得し、外来の侵入者からの脅威を防いでいます。
この研究結果は、本日ネイチャー誌に掲載された論文に掲載されています。筆頭著者は、ワシントン大学医学部の微生物学教授ジョセフ・モーガス氏と、元ワシントン大学医学部の遺伝学者で現在はテルアビブ大学に勤務するエルハナン・ボレンスタイン氏です。
研究者たちは、バクテロイデス・フラギリスと呼ばれる特定の腸内細菌種に注目しました。この細菌は、近づきすぎた他の種類の細菌を殺すために毒性タンパク質を産生します。研究者たちは、バクテロイデス・フラギリスに自身の毒素に対する免疫を与える遺伝子群を特定しました。しかし、バクテロイデス・フラギリスの細菌を含まないサンプルにも、この免疫因子が存在することを発見しました。
「この発見は、これらの抗B.フラギリス免疫要素が腸内の他の細菌によってコード化されていたことを強く示唆している」と研究チームはネイチャー誌の論文で報告した。
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統計解析の結果、研究者らは、これらの免疫遺伝子が少なくとも他の4種のバクテロイデス属細菌（B. ovatus、B. vulgatus、B. helcogenes、B. copracola）と共通しているのではないかと推測しました。遺伝子配列解析により、この推測は裏付けられました。獲得した遮蔽効果は、実験シャーレ内だけでなく、生きた実験マウスの腸管でも観察されました。
研究者たちは、追加の実験として、特定の免疫遺伝子群を持つ細菌と、それらの遺伝子を持たない別の種類の細菌を混合しました。その結果、免疫遺伝子が持つ細菌から持たない細菌へと伝達され、彼らにも免疫が付与されることが分かりました。
このような遺伝子の移動は他のケースでも起こった。例えば、標的遺伝子がバクテロイデス属の一種がバクテロイデス属以外の細菌による攻撃をかわすのに役立った場合などである。
研究者らは、遺伝子交換は、細菌群が腸内マイクロバイオームにおける地位を維持するための「分子軍拡競争」において重要な要素であるようだと述べている。したがって、マイクロバイオームを微調整することで疾患を治療したいと考える科学者は、この戦略を医療戦略に組み込む必要があるかもしれない。
元ワシントン大学のポスドク研究員であるベンジャミン・ロス氏（現在ダートマス大学教授）とエイドリアン・バースター氏（カナダ保健省のバイオインフォマティクス専門家）が、ネイチャー誌に掲載された論文「ヒト腸内細菌は獲得した細菌間防御システムを含む」の主著者です。モーガス氏とボレンスタイン氏に加え、マシュー・ラディ氏、ダニカ・シュミトケ氏、クリストファー・ポープ氏、ルーカス・ホフマン氏、アデリン・ハジャール氏、S・ブルック・ピーターソン氏もこの論文の著者です。
