私たちの体内で発見されたウイルスのような”生物学的実体”である「オベリスク」を専門家が解説

The Conversation
投稿日 2024年2月9日 13:41
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「オベリスク」と呼ばれる生物体が、人間の口や腸の中に大量に潜んでいた。スタンフォード大学の研究チームによって最近発見されたこの微細な生物は、1つか2つの遺伝子を含む円形の遺伝物質の断片であり、自己組織化して棒状になる。

この研究はまだプレプリントの段階であり、査読は受けていないが、すでに2つの有力誌を含む広範囲で取り上げられている:『Nature』誌と『Science』誌である。

ここでは、この非常に小さな “生命体”の不思議な世界を掘り下げてみよう。

生物学では、物理学と同様に、スケールが小さくなるにつれて、物事が奇妙になり、規則が曖昧になることがある。

宿主の助けなしには複製できないウイルスは、最も寛大にも、生命を構成するものの端っこにあると考えることができる。しかし、地球上に存在する推定1031個のウイルスは、考えうるあらゆる生息地で見つけることができ、宿主に感染し操作することで、おそらくすべての生命の進化の軌跡に影響を与えてきた。

極小の生物学的実体の世界をさらに深く覗いてみると、ウイロイドだ。これは遺伝物質 (RNA として知られる DNA のような分子) の小さな破片であり、タンパク質は作れず、ウイルスと違ってゲノムを包む保護膜もない。

ウイロイドはリボザイムの一種である:RNA分子は、細胞生命が誕生した最初の自己複製遺伝子の遠いエコーかもしれない。

ウイロイドは、複製サイクルの一部として、ゲノムを自己切断(切り刻む)し、再び結合(くっつける)することができる。そして、その単純さにもかかわらず、顕花植物に深刻な病気を引き起こすことがある。

ウイルスとウイロイドの間 – おそらく

この新しいプレプリントは、「ヒトのマイクロバイオームにおけるウイロイドのようなコロニスト」について記述している。“ウイロイドのような”という表現が誤解を招くようであれば、それは意図的なものである。新しく発見された生物学的存在は、ウイルスとウイロイドの中間に位置する。

実際、オベリスクという名前は、その形状から提唱されただけでなく、ウイルスやウイロイドのいずれでもなく、RNAプラスミド(細菌内に存在する別のタイプの遺伝要素)に似ていることが判明した場合に備えて、余裕を持たせるためでもある。

ウイロイドのように、オベリスクは円形の一本鎖RNAゲノムを持ち、タンパク質の被膜は持たないが、ウイルスのように、そのゲノムにはタンパク質をコードすると予測される遺伝子が含まれている。

これまでに報告されているオベリスクはすべて、オブリンと呼ばれる単一の主要タンパク質をコードしており、その多くは2番目の小さなオブリンをコードしている。

オブリンの進化的な類似性、すなわち “相同性”は見つかっている他のどのタンパク質にもなく、その機能についての手がかりはほとんどない。

スタンフォード大学の研究チームは、ヒトの腸や口腔、その他の多様なソースから採取した既存のデータセットを分析することにより、約3万種類の異なるオベリスクを発見した。

これらのオベリスク・ゲノムは、これまで報告されてきたものとはあまりにも異なるため、これまで見過ごされてきた。スタンフォード大学の研究チームは、一本鎖の環状RNA分子をデータベースから検索し、ウイロイドのような要素を洗い出すという、巧妙な特注方法を用いてオベリスクゲノムを発見した。

この結果から、オベリスクが珍しいものでないことは明らかである。研究者たちは、世界中のデータセットと多様なニッチでオベリスクを発見した。

これらの要素は、ヒト腸内のマイクロバイオームデータセットの約7%、口腔内のデータセットの約50%で検出された。しかし、これらのデータセットがオベリスクの有病率や分布を正しく表しているかどうかは不明である。

オベリスクの種類は、体の部位やドナーによって異なっていた。長期間のデータから、人は一つのタイプのオベリスクを約1年間保有できることが明らかになった。

オベリスクは、おそらく微生物の宿主細胞に依存して複製している。バクテリアか真菌が宿主である可能性が高いが、正確にはどの種がこれらの要素を保有しているかはわかっていない。

しかし、研究者らは、歯垢の一般的な細菌成分であるStreptococcus sanguinisが、特定のオベリスク型の宿主であることを示す強力な証拠を提供することで、分析を通じて重要な手がかりを得た。

敵か味方か?

S sanguinisは栽培が容易で、実験室での実験もしやすいので、オベリスクの生物学の基礎を理解するための貴重なモデルとなるだろう。

オベリスクの進化学的、生態学的な意義については何もわかっていないのだから。オベリスクは寄生して宿主細胞に害を与えるかもしれないし、有益かもしれない。

宿主はオベリスクに対して精巧な防御機構を進化させてきたかもしれないし、あるいはオベリスクを積極的に利用することで、思わぬ利点を得ようとしているのかもしれない。もしオベリスクがヒトのマイクロバイオームを変化させたり動揺させたりするのであれば、それはひいてはヒトの健康に影響を与えるかもしれない。

あるいは、オベリスクは微生物宿主や人間に害も利益ももたらさないかもしれない。むしろ、「利己的な遺伝子」の原型のように、無言で無限に複製を繰り返す、ステルスな進化の乗客として存在しているだけかもしれない。


本記事は、Ed Feil氏によって執筆され、The Conversationに掲載された記事「A new virus-like entity has just been discovered – ‘obelisks’ explained」について、Creative Commonsのライセンスおよび執筆者の翻訳許諾の下、翻訳・転載しています。



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