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微生物学：細菌の生物多様性はCRISPRに基づくファージ抵抗性の進化を駆動する
Nature 574, 7779 doi: 10.1038/s41586-019-1662-9
全細菌のおよそ半分は、CRISPR–Cas適応免疫系に関わる遺伝子を有しており、ファージ由来の短いDNA配列や他の寄生性DNAエレメントを宿主ゲノム上のCRISPR座位へ挿入することで、免疫学的記憶を持つようになる。自然環境ではCRISPR座位が急速に進化する一方で、実験室条件下では通常、細菌種はファージ受容体の変異や欠損によってファージ抵抗性を進化させる。今回我々は、この相違が、in vitroと自然環境における生物複雑性の違いによって部分的にどのように説明できるかについて報告する。具体的には、日和見病原体である緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）とそのファージであるDMS3virを用い、他のヒト病原体との共存がファージ受容体の変異に関連する適応度のトレードオフを増幅し、その結果、CRISPRに基づく抵抗性の進化に有利に働くことを示す。我々はまた、これが緑膿菌の病原性に重要な波及効果を持つことを実証する。この病原性は緑膿菌が細胞表面に基づく抵抗性を進化させた場合のみに減弱した。我々の結果は、自然環境における微生物群集の生物複雑性が、CRISPR–Cas適応免疫の進化の重要な駆動要因であり、細菌の適応度や病原性に重要な意味を持つことを明らかにしている。
