地球上で最も数奇な運命を辿ったバクテリアは海洋に由来し、SAR11グループに属すると考えられてきた。スウェーデンのアップセラ大学の研究者グループが行なった最新の研究によって「数奇な運命」の内容が明らかにされると共に、これらのバクテリアについて従来認められてきた理解の概要に疑問が呈される事となった。彼らの解析によると、新たにこれまで発見されていなかった貴重なミトコンドリアの仲間も同定された。ミトコンドリアは細胞内の発電所の役目を果たしている。
この発見はMolecular Biology and Evolution誌の2011年9月7日号とPloS ONE誌の2011年9月14日号とに発表された。
「海から発見される膨大なるDNAの情報により、これまでに研究できなかった世界が少し垣間見る事ができた 。これらのデータから生命の根本的な疑問の答えを見つけるのは非常に素晴らしい。」と分子遺伝学教授で本研究の上席著者であるシブ・アンダーソン博士は話す。SAR11グループに属するバクテリアは海中のバクテリア数の30-40%を占めるため、地球規模炭素循環には重要な役目を担っている。他の場所では、このバクテリアのグループは存在しない。外洋は栄養に乏しいため、SAR11は細胞内に栄養分を少しでも貯め込むために細胞サイズは大変小さくなっている。
ゲノムサイズも小さく、1,500個以下の構成要素しか持たず、これまでの研究ではSAR11は発疹チフス菌を含むバクテリアのグループの仲間であると考えられていた。これらのバクテリアは確かにゲノムサイズは小さいが、ヒト、動物、昆虫などに適合する。
しかし、アップセラの研究グループによる進化に関わる新たな研究結果はこれらの見解と異なっており、SAR11バクテリアは、海洋そして陸地に生息する3-10倍大きなバクテリアから進化したと考えられる。
最も近縁のバクテリア種と異なり、SAR11バクテリアはDNA損傷を修復するのに重要と考えられている遺伝子を欠損している。この事が「数奇な運命」を辿る事になった理由の説明となる。「遺伝子の欠損によって、このバクテリアは遺伝子の交換を互いに素早く行う事が容易になったと思われます。
それによって栄養分や温度の変動、そしてUV照射にも適応しながら海洋で速やかに広がったと考えられます。」と分子進化学部の博士号候補生であるヨハン・ヴィクランドは説明する。
アップセラの研究グループは、現在進行中の、全ての海洋バクテリアのDNAを調査する国際プロジェクトから得られたデータを解析し、糖類を二酸化炭素と水とに分解する細胞呼吸に関与するタンパクをコードする遺伝子配列を発見している。
そしてこれらのタンパクに対応する、ヒト・動物・昆虫のミトコンドリアに存在する細胞呼吸に関与するタンパクを比較検討し、貴重な未知のバクテリアをなんとか同定しようとしている。
「これらのバクテリアはミトコンドリアと極めて類似しています。私達の知見は即ち、ミトコンドリアの起源は海洋であり、但し最も近縁なバクテリアは、これまで考えられてきたようにSAR11グループに関係していないという事なのです。」と研究グループのポスドクであるシーズ・エテマ博士は説明する。
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