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正気の沙汰ではない ヒトの腸内微生物から新たなウイルス様体が発見される

https://www.science.org/content/article/it-s-insane-new-viruslike-entities-found-human-gut-microbes


配列データベースの解析により、"オベリスク "に属する新規の環状RNAゲノムが発見された。
26 JAN 2024
2:00 PM ET
エリザベス・ペニシ
ヒトの腸内やその他の場所に生息する微生物には、機能が謎に包まれた不可解な環状RNAが存在する。ARTUR PLAWGO/SCIENCE SOURCE
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植物、動物、微生物から大量の遺伝子配列を収集し、解析する中で、生物学者たちは驚きの連続に遭遇している。今週、プレプリントで報告された最新のものは、ヒトの口や腸に生息するバクテリアに寄生する新種のウイルス様実体である。これらの「オベリスク」は、発見したスタンフォード大学のチームによってこう呼ばれているが、一見RNAのループで構成されたゲノムを持ち、その配列は世界中で発見されている。
他の科学者たちはオベリスクのデビューを喜んでいる。「正気の沙汰とは思えません」と、ノースカロライナ大学チャペルヒル校の細胞・発生生物学者、マーク・ピーファーは言う。「見れば見るほど、とんでもないものが見えてくる。
オハイオ州立大学の統合生物学者マシュー・サリバンによれば、オベリスクが人間の健康に影響を及ぼすかどうかはまだ分かっていない。
ほとんどの人は、RNA（リボ核酸）はDNAの分身であり、DNAベースの遺伝子にコードされたタンパク質製造レシピを、タンパク質のアミノ酸をつなぎ合わせる細胞核外の分子「キッチン」に運ぶものだと知っている。しかし、インフルエンザ、エボラ出血熱、COVID-19の原因ウイルスを含む200種類以上のウイルスはDNAをバイパスし、RNAのみで構成されるゲノムを持つ。これらのウイルスのゲノムには、ウイルスの殻を構成するタンパク質をコードする配列や、リボザイム、つまりウイルスが細胞内に入ると元のRNAをコピーするための酵素が含まれている。
ウイルスは宿主細胞の分子とは無関係に複製することはできないが、もっと単純な "生物 "も存在する。20世紀初頭、植物病理学者たちはウイロイドに出会った。ウイロイドは基本的に、ウイルスの典型的なタンパク質の殻を持たないRNAの感染ループである。ウイロイドのゲノムはタンパク質をまったくコードしていないらしい。ウイロイドは植物のゲノムと相互作用し、時には壊滅的な影響を与える。例えば、ジャガイモやキクなどの作物や花に発育不良や変形を引き起こすのだ。
ビロイドは長い間、植物に限定されると考えられていたが、動物、バクテリア、その他の生命体の配列データベースの中に、ビロイド様の環状RNAゲノムを示す証拠が最近いくつか見つかっている。スタンフォード大学の生物学者アンドリュー・ファイアと彼の大学院生イワン・ゼルーデフとその同僚たちは、未発見のRNAゲノムを探索するために、高度なソフトウェアを開発し、ヒトに生息する微生物の活性遺伝子の既存のカタログを解析して、ウイルスとウイロイドの遺伝物質の構造である円を形成すると予測されるRNA配列を探し出した。「ローレンス・バークレー国立研究所にあるDOE共同ゲノム研究所の計算生物学者サイモン・ルーは、2023年に発表されたバクテリアにウイロイドやそれに類似したものが含まれている可能性を示唆する論文に携わっていた。「著者は実に創造的である。
スタンフォード大学の検索では、3万近くのRNAサークルが予測された。RNAウイルスは一般的にもっと多くの塩基を持つため、これらは正真正銘のウイルスである可能性は低いと研究チームは結論づけた。しかし、オベリスクの塩基配列の中には、RNA複製に関与するタンパク質をコードしているものもあり、標準的なウイロイドよりも複雑であった。しかし、ウイロイドと同様、オベリスクも殻を構成するタンパク質はコードしていないようである。ルーは、オベリスクがウイロイドや他のウイロイド様粒子とどの程度異なるかを確認するためには、さらなる研究が必要であると言う。
調査したヒトの微生物データベースの中で、オベリスクの配列はヒトの腸内細菌の7％、ヒトの口の中の細菌の半数で見つかった。そして、体のさまざまな部位の微生物に存在するオベリスクには、特徴的な配列がある、とFireたちは1月21日にbioRxivに掲載されたプレプリントで報告している。オベリスクには、これまで他の生物で発見されたものとは異なる遺伝子が含まれているため、「ヒトや世界のマイクロバイオームを構成する多様なRNAのひとつである。(ファイアーをはじめとするプレプリントの共著者たちは、コメントを拒否している。）
「ルーはまた、新種のウイルス様体を探索し、1500万以上の関連配列のデータベース構築に貢献している。
一つの大きな疑問は、ウイルスが複雑化したウイロイドやオベリスクから進化したのか、それとも最初に出現し、その後退化したのか、ということである。「地球上のウイルスの長期的進化の図式が徐々に浮かび上がってきているのです」。
doi: 10.1126/science.znxt3dk
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エリザベス・ペニシ
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リズ・ペニシはサイエンス誌で生物学のさまざまな側面を担当するシニア特派員。
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