敵か味方か？ 研究で物議を醸すヒトの腸内細菌の進化が明らかに

Nov 27, 2023

寄生虫の疑いのあるブラストシスティスは人間の6人に1人に見られますが、病気になるのは一部だけです。

2023 年 7 月 14 日 ジリアン・ラザフォード著

新しい研究は、人間の腸の酸素のない環境で繁栄するために進化していると思われる、一般的だがほとんど理解されていない寄生虫の可能性があるブラストシスティスの逆説的な性質に光を当てています。 (写真:ゲッティイメージズ)

ブラストシスティスは私たちの腸内で最も一般的に見られる微生物の 1 つですが、人間の健康におけるその役割はほとんど理解されていません。 ブラストシスティス感染は下痢、吐き気、体重減少、疲労を引き起こす可能性がありますが、微生物の存在は腸が健康であることの兆候であると考える人もいます。

「地球上の6人に1人がこの病気にかかっていますが、それがあなたに害を及ぼす可能性があるかどうかはわかりません。 おそらく、これがどのように機能するかを知る必要があります」と、医歯学部の感染症教授であり、胚盤胞の進化生物学を解明しようとする「Current Biology」誌に掲載された新しい研究の共同主導者であるジョエル・ダックスは言う。

「私たちは、腸内マイクロバイオームが人間の健康を大きく変化させるものであることを理解しています。 健康なときは非常に防御的であるように見えますが、調節が失われるとあらゆる種類の問題を引き起こします」と理学部の生物科学の非常勤教授でもあるダックスは言う。

ダックス博士は、英国ケント大学生命科学部分子進化寄生虫学研究室の主任研究員であるアナスタシオス・ツァウシス氏とともに国際研究チームを共同主導し、胚盤胞菌がどのように、そしてなぜ進化過程をたどっていると思われるのかを解明しようと努めた。これは、私たちの腸内の酸素のない環境で繁栄するための道であり、膣炎、アメーバ赤癬、ビーバー熱を引き起こす寄生虫など、他の寄生虫がすでにたどっている道と同様です。

「彼らは皆このプロセスを経ているので、歴史家のようにさまざまな寄生虫を個別に研究することで、何か共通点があるかどうかを理解することができます」とダックス氏は説明する。 「より大きな力とは何でしょうか？ シフトはどのようにして起こるのでしょうか？ 細胞とゲノムはどうなるのでしょうか?

「寄生虫が興味深いのは、人間の健康にとって重要であると同時に、驚くほど奇妙なからでもあります。」

ブラストシスティスは、人体や植物に見られるものとよく似た、真核生物、つまり核を持つ細胞です。 これは、藻類、昆布、およびアイルランドのジャガイモ飢饉を引き起こした水カビ Phytophthora infestans を含む生物のグループである Stramenopila のメンバーです。 ストラメノピラは、液体中を移動するのに役立つ特殊な毛のような構造を鞭毛に持つ生物の子孫ですが、ブラストシスティスにはそれがありません。 顕微鏡で見るとテニスボールのように見えます。 ブラストシスチスは、感染した糞便や汚染された水との接触を通じて人から人に感染します。

ブラストシスティスの進化を研究するために、研究チームはブラストシスティスをその非常に近縁なプロテロモナス・ラセルタエと比較した。プロテロモナス・ラセルタエは爬虫類の腸内に生息し、ストラメノピラ属の細胞の特徴の多くを今でも持っており、そうすることでいくつかの重要な特徴を明らかにすることができた。発見。

たとえば、鞭毛の原因となる遺伝子はこれまでに 3 つだけ提案されていました。 研究チームは、関連する 2 つの微生物の遺伝子配列を比較することで、何らかの役割を果たす可能性がある約 40 個の遺伝子を特定しました。 今後の研究では、一度に 1 つずつ非アクティブ化することで、これらを絞り込むことができます。

「私たちは、地球上の酸素生成の約 30 パーセントを担っている珪藻や、未だに生息している菌類など、地球規模に多大な影響を与えるこれらの生物の基本構造を研究する道を開くことができました。深刻な作物病原菌です」とダックス氏は言う。

一般に研究者らは、ブラストシスティスがヒトの腸内で生きることに特化したため、プロテロモナスラケルタエとの共通祖先から多くの遺伝子を失っていることを発見した。 両方の微生物が時間の経過とともに失ったと考えられていたもう一つの機能は、代謝に関与する細胞の一部であるペルオキシソームの機能です。 予想通り、研究チームはブラストシスティスにペルオキシソームの痕跡を発見しませんでした。 しかし、ペルオキシソームを検査するための抗体を開発することで、P.lacertae にペルオキシソームの痕跡が存在することが明らかになりました。 繰り返しになりますが、これはよりよく理解するにはさらなる調査が必要な発見であるとダックス氏は言います。