ウイルスが他のウイルスの「首」を吸うのが初めて観察される

科学者たちは初めて、あるウイルスが別のウイルスに付着するのを観察した。電子顕微鏡でその相互作用を驚くほど詳細に捉え、これら2つの異なるウイルスがどのように共進化したかを示した。この研究結果は10月31日、国際微生物生態学会誌に掲載された。

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研究対象となったウイルスは、どちらもバクテリオファージに分類されます。これらは細菌に感染することが知られているウイルスのグループです。バクテリオファージは、古細菌と呼ばれる単細胞の原核生物にも感染し、一般に「ファージ」と呼ばれています。

サテライトウイルス（紫色で表示）と呼ばれる一部のウイルスは、そのライフサイクルを完了するために宿主生物とヘルパーウイルスの両方に依存しています。サテライトウイルスは、カプシドと呼ばれる遺伝物質を覆う保護シェルを構築したり、DNAの複製を手伝ったりするためにヘルパーウイルスに依存しています。この関係が継続するには、サテライトウイルスとヘルパーウイルスが少なくともしばらくは互いに近くにいなければなりませんが、この発見までサテライトウイルスがヘルパーウイルスに付着した例は知られていませんでした。

「それを見た時、私は『信じられない』と思いました」と、研究の共著者でメリーランド大学ボルチモア郡校の生物学者タギデ・デカルバリョ氏は声明で述べた。「バクテリオファージ、あるいは他のウイルスが別のウイルスに付着するのを見た人は誰もいません。」

衛星を分離した学生たちは、それを MiniFlayer と名付け、そのヘルパーを MindFlayer と名付けました。チームは、ストレプトマイセス菌に感染するバクテリオファージ衛星ファミリーのサンプルをいくつか調べているときに、衛星 MiniFlayer とヘルパー MindFlayer の間にこのウイルス関係があることに気づきました。当初、彼らは、サンプルが大きな DNA 配列と、彼らが知っているものとは一致しない小さな DNA 配列のために汚染されていると考えていました。

研究チームは詳細な電子顕微鏡画像を撮影し、このサンプルのヘルパーウイルスの80％が、ヘルパーウイルスの外殻が尾とつながる「首」に衛星が結合していることを示した。衛星が結合していないウイルスには、首に衛星の触手が残っており、研究チームによると「噛み跡」のように見えるという。

次に、研究者らはバクテリオファージと細菌宿主のゲノムを分析した。サテライトウイルスには外側のタンパク質殻をコードする遺伝子があったが、細菌細胞内で増殖するために必要な遺伝子はなかった。この証拠は、両タイプのバクテリオファージが実際に相互作用しているという考えを裏付けた。

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また、サテライトウイルスには、細菌宿主細胞に侵入した後、そのゲノムに統合するために必要な遺伝子がないこともわかりました。サテライトウイルスのほとんどは宿主の DNA に隠れることができるため、適切なヘルパーが現れると複製することができます。研究チームによると、サテライトウイルスは尾部の独自の適応を利用してヘルパーに付着し、この重要な遺伝子がなくても生き残ることができるとのことです。

「今付着するのは完全に理にかなっています。そうでなければ、どうやって同時に細胞内に入るという保証ができるでしょうか？この衛星は、少なくとも1億年の間、ヘルパーと関連づけられるようゲノムを調整し、最適化してきました」と、共同執筆者でメリーランド大学ボルチモア郡校の計算生物学者イヴァン・エリルは声明で述べた。

今のところ、このような関係は実験室環境でのみ観察されています。これらの長期的なウイルス関係を理解することで、科学者は自然界で他の多くの例を発見できる可能性があります。

「汚染されていると考えられていたバクテリオファージの多くは、実はこうしたサテライトヘルパーシステムだった可能性がある」とデカルヴァリョ氏は言う。「だから、この論文によって、人々はこうしたシステムをさらに認識できるようになるかもしれない」