免疫学：宿主–微生物相のインタラクトームから、界を横断する広範な接続性が明らかになった
Nature 628, 8006 doi: 10.1038/s41586-024-07162-0
ヒトと密接に関連して生きている無数の微生物は、生理機能にさまざまな影響を及ぼすが、こうした影響の分子基盤はほとんど分かっていない。古典的な病原体は宿主組織に侵入し、ヒトの細胞外タンパク質や分泌タンパク質（「エキソプロテオーム」）との相互作用を介して免疫応答を調節することが多い。片利共生微生物はまた、宿主のエキソタンパク質に結合することでニッチでの定着を促進し、宿主の生物学的性質を形作っている可能性がある。しかし、エキソプロテオーム–微生物相の直接的な相互作用は、ほとんど調べられていない。今回我々は、ヒトのエキソプロテオーム–マイクロバイオーム相互作用についてプロテオーム規模での評価を可能にする新しい技術BASEHITを開発し、その検証を行った。我々はBASEHITを用いて、さまざまな系統や組織起源を持つ519のヒト関連細菌株と、ヒトの3324のエキソタンパク質の間の、170万以上の潜在的な相互作用について調べた。その結果得られたインタラクトームから、383の細菌株と651の宿主タンパク質が関与する、これまで報告されていなかった数千の宿主–微生物相互作用からなる、界横断的な接続性の広範なネットワークが明らかになった。このネットワーク内の特定の結合パターンから、根底にある生物学的論理が示唆された。つまり、同種の株ではエキソタンパク質結合パターンが共通していて、個々の組織分離株は組織特異的なエキソタンパク質に特異的に結合していた。さらに、ニッチでの定着、組織リモデリング、免疫調節において潜在的な役割を持つ、独特で多くは株特異的な数十の相互作用が観察され、宿主相互作用プロファイルが異なる株は、in vitroでは宿主細胞と異なる相互作用を示し、in vivoでは宿主免疫系に影響を及ぼすことが分かった。まとめると今回の研究は、宿主–微生物相の分子レベルでの相互作用について、これまで調べられていなかった全体像を明らかにしており、これはヒトの健康と疾患に対する常在微生物の因果効果の基礎にある可能性がある。
