微生物学：抗生物質投与はファージメタゲノムの耐性リザーバーおよび生態的ネットワークを拡大させる
Nature 499, 7457 doi: 10.1038/nature12212
哺乳類の腸の生態系は宿主の生理に少なからぬ影響を与えるが、さまざまなストレスに直面した場合に、この複雑な環境を持続させる機構は明らかになっていない。抗生物質投与や食事などにより腸の生態系に生じた混乱は、現在のところ、細菌の系統発生レベルで解釈されている。腸に豊富に存在するファージ個体群がこの生態的ネットワークに及ぼす影響についてはあまり知られていない。本論文では、抗生物質投与によりマウスの腸の生態系に混乱を引き起こした後に、マウス糞便中のファージ個体群の塩基配列解読を行い、ファージオーム（phageome）が、細菌が適応するための遺伝学的リザーバーである可能性を検討した。我々は、抗生物質投与により、投与された薬剤とは全く異なる機構を介して耐性を付与するファージによりコードされる遺伝子の増加とともに、投与された薬剤とは関連のない抗生物質に対する耐性を付与する遺伝子の増加も起こることを示し、抗生物質を投与されたマウス由来のファージが、好気培養されたナイーブ微生物叢の耐性を上昇させることを実験によって実証した。系全体の解析で、抗生物質投与後のファージによりコードされる過程が、宿主への定着および増殖適応に関連することが明らかになったことから、ファージオームでは、ストレスに関連する状況下で機能的に有益な遺伝子が広範に増加すると考えられる。さらに我々は、抗生物質投与によりファージと細菌種間の相互作用が拡大し、遺伝子交換のための、より高度に接続されたファージ–細菌ネットワークが生み出されることも示す。今回の研究は、多剤耐性の出現にファージオームが関与していることを示唆し、ファージオームの適応能が、腸内微生物相を保護し、抗生物質によってストレスを受けた際に、その機能的なロバスト性を維持するための群集を基盤とする機構である可能性を示している。
