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多様な群集中で、数百種の微生物を 識別し、空間位置を特定

顕微鏡を用いて微生物のタイプごとに空間分布パターンを明らかにすることは、同時に多くのさまざまな種が観察されてしまうために限界があった。今回、新たな手法によって、この分野の研究が進展した。

ヒトの歯垢を電子顕微鏡で見たもの。糖タンパク質の塊（青色）の中に、細菌（緑色と紫色）が埋まっている。歯垢の中には500種類以上の細菌が生息し、歯垢1mg中には１億個の細菌が存在するという。 Credit: Science Photo Library - STEVE GSCHMEISSNER./Brand X Pictures/Getty

生態系を理解するには、生物がどんな場所に生息して行動しているのかという地図が必要である。例えば、コンブ群生地の海面に生息しているラッコは、海底のコンブを食べているウニを餌としている。生態系における生物の位置は、その生理学的性質や機能を反映している。このことは、とりわけ、微生物に当てはまる。微生物は非常に動的で多様な場所に生息し、生息環境に応答している。例えば、微生物の生息地を特徴付けている典型的な要因に、栄養やpHのマイクロメートル規模の勾配があるが、これらは細菌の空間的な構成や挙動を誘導する1,2。またさまざまな細菌が、他の生物系と関連したりあるいは関連しなかったりして、信じられないほど広範囲にわたって作用している3,4。だが、細菌をはじめほとんどの微生物は形状が類似していて、顕微鏡下では識別できない。このほどコーネル大学（米国ニューヨーク州イサカ）のHao Shiら5は、微生物の自然生息地に見られる数百から数千の細菌種を識別するという難題に取り組む方法を、Nature 2020年12月24/31号676ページで報告している。

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翻訳：三谷祐貴子

Nature ダイジェスト Vol. 18 No. 3

DOI: 10.1038/ndigest.2021.210346

原文

Bacterial species singled out from a diverse crowd
  • Nature (2020-12-24) | DOI: 10.1038/d41586-020-03315-z
  • Jen Nguyen & Carolina Tropini
  • Jen NguyenおよびCarolina Tropiniは、ブリティッシュ・コロンビア大学（カナダ・バンクーバー）に所属、Carolina Tropiniはカナダ先端研究機構（カナダ・トロント）にも所属。

参考文献

  1. Stacy, A., McNally, L., Darch, S. E., Brown, S. P. & Whiteley, M. Nature Rev. Microbiol. 14, 93–105 (2016).
  2. Tropini, C., Earle, K. A., Huang, K. C. & Sonnenburg, J. L. Cell Host Microbe 21, 433–442 (2017).
  3. Falkowski, P. G., Fenchel, T. & Delong, E. F. Science 320, 1034–1039 (2008).
  4. Donia, M. S. & Fischbach, M. A. Science 349, 1254766 (2015).
  5. Shi, H. et al. Nature 588, 676–681 (2020).
  6. Moter, A. & Göbel, U. B. J. Microbiol. Methods 41, 85–112 (2000).
  7. Beliveau, B. J. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 115, E2183–E2192 (2018).
  8. Valm, A. M. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 108, 4152–4157 (2011).
  9. Valm, A. M., Oldenbourg, R. & Borisy, G. G. PLoS ONE 11, e0158495 (2016).
  10. Moffitt, J. R. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 113, 14456–14461 (2016).
  11. Ng, K. M. et al. Cell Host Microbe 26, 650–665 (2019).
  12. Li, J. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 113, E1306–E1315 (2016).
  13. Scheiman, J. et al. Nature Med. 25, 1104–1109 (2019).