微生物学：ウイルス標識法によって、Synechococcus属細菌に感染するウイルスのゲノム配列空間で離散する複数のウイルス集団が明らかになる
Nature 513, 7517 doi: 10.1038/nature13459
微生物とそれらに感染するウイルスは、海洋や土壌からバイオリアクターやヒトに至る幅広い生態系にわたって多種多様な過程を促進している。こうした重要性にもかかわらず、微生物多様性は現在ようやく自然に関係する規模で調査されるようになったところであり、一方で、特定の宿主と関連するウイルス多様性はほとんど調べられていない。本論文では、ウイルス標識によるメタゲノム解析法を用いて、ウイルスと特異的宿主細胞を関連付けてハイスループットのスクリーニングおよび塩基配列解読を行うことで、宿主と関連するウイルス多様性を定量化した。1回の実験で、太平洋の海水中のウイルス107個について、Synechococcus属の単一株に対するスクリーニングを行い、天然に存在するシアノファージのゲノム配列空間が、統計学的に離散した複数のウイルス集団にクラスター化されることを見いだした。集団に基づいて宿主と関連付けたこれらのウイルスの生態学的データは、この単一宿主と海水試料のみで、少なくとも26個の二本鎖DNAウイルス集団が存在し、また、これらの相対存在量が0.06～18.2％と推定されることを示唆している。これらのウイルス集団には、すでに培養されているシアノファージや、単離株に基づく研究で数十年も見逃されていた新しいタイプのウイルスが含まれている。相同遺伝子のヌクレオチドの同一性を見ると、高度に可変的なゲノム領域であっても、ウイルス集団内ではほとんどの場合その差異は1％未満だが、集団間では差異が42～71％であることから、ウイルスのメタゲノミクスおよびゲノムを基盤とするウイルス種の定義の基準がここから得られる。これらの知見を総合すると、客観的に定義された環境ウイルス集団およびそのゲノムを宿主に定量的に関連付ける、ウイルス生態学の新しい手法が明らかになる。
