微生物海洋学：ウイルス群集の溶菌性から溶原性への切り替え

微生物に感染するウイルスは、密度依存的な溶菌性の捕食者–被食者動態を介して宿主の個体数を制御することができる。だが、宿主と共存し宿主内で複製する溶原性ウイルスがどのようにして微生物群集に影響を及ぼすのかはよく分かっていない。今回我々は、宿主の密度が高いとウイルス様粒子の数が相対的に低下することを示す。これは溶菌が抑制されたことを示唆しているが、確立されたモデルでは、こうした状況では溶菌動態が有利になると予測されている。ウイルス密度と微生物密度についての既報データのメタ解析から、今回明らかになった傾向は土壌から淡水やヒト肺に至るさまざまな生態系に広く見られることが示された。実験的操作から、微生物の個体数が増加する際のウイルスの密度は、溶菌性よりも溶原性の生活環の方と一致することが分かった。24か所のサンゴ礁のウイローム（virome；ウイルス群集のメタゲノム）解析では、微生物の個体数の増加に伴って、溶原性ウイルスにコードされる特徴的な遺伝子群の数が相対的に増加することが示された。こうした4通りの証拠に基づいて、我々は、微生物の密度が高い生態系では溶原性動態がますます重要になる、すなわち微生物が多くなるほどウイルスは少なくなるという「Piggyback-the-Winner」モデルを提案する。

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