深海ムール貝の核内に生息する細菌寄生虫の生存戦略を解明
生物と細菌は密接な関係を持つことが知られていますが、その中でも細菌が宿主の細胞内に住みつく事例は稀です。さらに細胞核（細胞の制御センター）内に住む細菌は、これまでほとんど知られていませんでした。しかし、ドイツのマックスプランク海洋微生物学研究所の研究者たちは、動物の細胞核内に寄生する細菌について初めて詳細に解明しました。この研究は2024年9月6日にNature Microbiology誌に掲載され、「An Intranuclear Bacterial Parasite of Deep-Sea Mussels Expresses Apoptosis Inhibitors Acquired from Its Host（深海ムール貝の核内寄生細菌が宿主由来のアポトーシス阻害因子を発現する）」と題されています。
核内で増殖しながら宿主を維持する仕組み
この寄生細菌「カンジダタス・エンドヌクレオバクター」は、深海の熱水噴出孔や低温湧出帯に生息するムール貝の核内に寄生します。一つの細菌細胞が宿主の核内に侵入し、その後約80,000個以上にまで増殖します。この過程で核は元の大きさの50倍に膨張します。「この細菌が核内にどのように侵入し、どのようにして必要な栄養素を得て大量に増殖するのか、さらに宿主細胞を死なせない方法を解明したかった」と、共同研究者のニコ・ライシュ博士（Niko Leisch, PhD）とニコール・デュビリエ博士（Nicole Dubilier, PhD）は語ります。
研究チームは分子生物学的手法やイメージング技術を用いて、Ca. Endonucleobacterが宿主の糖や脂質などを栄養源としていることを発見しました。この細菌は宿主の核酸を分解せず、この特異な摂食戦略によって宿主細胞を長期間機能させたまま自身の増殖を可能にしているといいます。
細胞死を巡る攻防戦
動物の細胞は細菌やウイルスの感染時にアポトーシス（細胞自殺）を引き起こします。しかし、この細菌は宿主細胞が自滅しないよう、アポトーシスを抑制するタンパク質「アポトーシス阻害因子（IAP: inhibitors of apoptosis）」を作り出すことが判明しました。「この発見は驚きでした。なぜならIAPは動物や一部のウイルスでのみ知られており、細菌で発見されたのは初めてだからです」と、第一著者のミゲル・アンヘル・ゴンサレス・ポラス博士（Miguel Ángel González Porras, PhD）は述べています。
研究者たちはIAPの進化的起源を調査し、Ca. Endonucleobacterが宿主からの遺伝子水平伝播（HGT: horizontal gene transfer）によってこれらの遺伝子を獲得した可能性が高いと結論づけました。細菌から真核生物へのHGTは知られているものの、逆方向の事例は極めて稀です。
進化から医学への応用可能性
この発見は宿主と微生物の相互作用の理解を深め、寄生虫の進化と宿主適応の戦略を明らかにします。「我々の研究は、真核生物から細菌へのHGTという見過ごされてきた遺伝子交換の仕組みに光を当てるものです。この知見は微生物進化や病原性の理解を広げるだけでなく、がん研究や細胞生物学におけるアポトーシス調節にも重要な示唆を与えます」とライシュ博士は結論づけています。
画像：深海の熱水噴出孔や冷水湧出域に生息する深海性ムール貝。ムール貝は栄養を供給する有益なバクテリアと共生している。また、ムール貝の核に感染する病原性細菌もいる。興味深いことに、病原体に感染していない唯一の細胞は共生細菌を持つ細胞である。(Credit：MARUM、ブレーメン大学）
