これらの微生物は感染性ウイルスを食べる最初の生命体である可能性がある

世界はウイルスによって引き起こされた世界的パンデミックの新たな年を迎えているが、COVID-19は存在する唯一のウイルスではない。一部のウイルスは致命的となる可能性があるが、他のウイルスは生物の生存を助けるものであり、ウイルス自体を生物と見なすべきかどうかについても議論がある。

しかし、空腹の微生物は一部のウイルスにとって天敵となる可能性があるようだ。2022年12月に米国科学アカデミー紀要に発表された研究で、ネブラスカ大学リンカーン校の研究チームは、ウイルスのみの食事がハルテリア属の一種の成長を促進するのに十分であることを発見した。ハルテリア属は世界中の淡水に生息する単細胞の繊毛虫で、研究チームはハルテリア属が一度に大量の感染性クロロウイルスを食べることができることを発見した。

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研究チームはこのウイルス専用の食事を「ウイルス食」と呼んでいる。

クロロウイルスは、ゾウリムシの一種の中に生息する微細な緑藻に感染して増殖することが知られている。クロロウイルスは単細胞の宿主を風船のように破裂させ、炭素や生命維持に不可欠なその他の元素を水中に流出させる。その炭素は他の微生物に吸収される。

「これは、微生物スープの層で炭素を低く抑え、草食動物が食物連鎖の上位にエネルギーを持ち込むのを防ぐだけだ」と、ネブラスカ大学の生物科学准教授でこの研究の共著者であるジョン・デロング氏は声明で述べた。

しかし、ハルテリアのような繊毛虫が同じウイルスを食べているのであれば、ウイルス食は、ウイルスが永続させることが知られている炭素循環に対するカウンターバランスとして機能する可能性がある。デロング氏によると、繊毛虫食は炭素が食物連鎖の上位に移動することを助けている可能性があるという。

「ウイルスの数、繊毛虫の数、水の量のおおよその推定値を掛け合わせると、（食物連鎖の）エネルギー移動量は膨大になる」とデロング氏は言う。同氏は、小さな池の繊毛虫は1日に10兆個のウイルスを食べる可能性があると推定した。

デロング氏は、同大学のこれまでのクロロウイルスに関する研究を基に、クロロウイルスが食物連鎖に絡まる仕組みをすでに熟知していた。共著者である生態学者のジェームズ・ヴァン・エッテン氏とウイルス学者のデイビッド・ダニガン氏による研究では、クロロウイルスが藻類に接近できることが示された。藻類は通常、パラミシア属と呼ばれる繊毛虫類に覆われている。この接近は、小型甲殻類がパラミシアを食べ、新たに露出した藻類を排泄した場合にのみ可能となる。

デロング氏は、ウイルスが食料やエネルギー源になる可能性があると考えました。その仮説を検証するため、近くの池でサンプルを採取し、すべての微生物を水滴の中に集め、大量のクロロウイルスを加えました。

24時間放置した後、滴の中に存在するクロロウイルスに反応する種がいるかどうかを調べました。その結果、ハルテリアはウイルスを物理的な脅威ではなく、むしろおやつのように扱っていたことが判明しました。

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「最初は、繊毛虫がもっとたくさんいるのではないかという単なる推測でした」とデロング氏は言う。「しかし、繊毛虫は十分に大きくなり、実際にピペットの先端でいくつかつかんで、きれいな一滴に入れて数えることができるようになりました。」

わずか2日間で、クロロウイルスの数は100分の1にまで減少しました。ハルテリアはウイルス以外の食料源がなく、クロロウイルスの個体数はまったく増加していないのに、ハルテリアの個体数は15倍に増加しました。

研究チームはクロロウイルスのDNAの一部を緑色の染料で標識し、ハルテリアがウイルスを食べていることを確認した。繊毛虫の胃に相当する部分である液胞はすぐに緑色に光り始めた。

この研究から得られた知見は、重要な意味を持つ可能性がある。これらのウイルスは、炭素やその他の栄養素をリサイクルすることで淡水環境の形成に不可欠な役割を果たしており、このリサイクルによってエネルギーが他の大型生物に届かないようにすることができる。しかし、何かがこれらのウイルスを食べ、それが大型生物に消費されると、通常はリサイクルされるはずの栄養素やエネルギーの一部が、代わりに食物連鎖の上位にまで達する可能性がある。

「[ウイルスは]核酸、大量の窒素、リンといった本当に良い物質でできています」とデロング氏は言う。「あらゆるものがウイルスを食べたがるはずです。多くの生物が、手に入るものは何でも食べます。きっと何かが、これらの本当に良い原材料を食べる方法を学んだはずです。」

研究チームの次のステップは、中西部の冬が終わった後に行われる。研究チームは池に戻って、ウイルス食が研究室の中だけでなく、野生でも発生しているかどうかを調べる予定だ。