ファージオーム: 腸内に隠された王国 |健康と福祉

おそらく聞いたことがあるでしょう マイクロバイオーム —私たちの腸内に生息する細菌やその他の小さな生命体の大群。さて、これらの細菌にはウイルスが存在し、細菌とその周囲にウイルスが存在し、細菌と私たちの両方にとって重要な結果をもたらすことが判明しました。

私はそれらをファージオーマに提示します。

人間の消化器系内には、バクテリオファージ (ギリシャ語で「バクテリアを食べる人」) または単に「ファージ」として知られるこれらのウイルスが数十億、おそらく数兆も存在します。コロラド大学アンシュッツ医科大学の細菌学者ブレック・デュルコップ氏と研究者らによると、ファージオーム（ファージムとしても知られる）科学は最近爆発的に普及したという。 彼らは理解しようと努めます その膨大な多様性。研究者らは、医師が適切なファージを活用または標的とすることができれば、人間の健康を改善できるのではないかと考えている。

「良いファージも悪いファージも存在するだろう」とスタンフォード大学医学部の感染症内科医で研究者のポール・ボリーキーは言う。しかし今のところ、腸内を占めるファージの数はまだ不明で、おそらく細菌細胞ごとに 1 つ、あるいはそれより少ない可能性があります。ファージ遺伝子を持っているがウイルスを積極的に生産しない細菌もあります。細菌はゲノム内のファージ DNA だけで一生を生きます。

そして、まだ同定されていないファージがたくさんあります。科学者はそれらをファージオームの「暗黒物質」と呼んでいます。現在のファージ研究の重要な部分は、これらのウイルスとその宿主細菌を同定することです。腸内ファージデータベースには以下が含まれます。 140,000以上のファージしかし、これは明らかに過小評価です。アイルランドのコーク大学の微生物学者コリン・ヒルは、「その多様性はまさに尋常ではない」と語る。

科学者は、人間の糞便サンプルから抽出された遺伝子配列を調べることによってファージを発見します。そこで研究者たちは、 最も一般的な腸内ファージのグループを発見CrAss-phageと呼ばれます（名前は英語のCrAssphageに由来します） クロスアセンブリファージ遺伝子の寄せ集めからその遺伝子を抽出する「クロスアセンブリ」技術による名前）。最近の研究で、ヒルと彼の同僚は、 彼らは電球の形を詳しく説明した CrAss ファージの一種で、20 角の体と宿主細菌に DNA を注入するための茎を備えています。

CrAss ファージが人間の健康に影響を与えるかどうかは明らかではありませんが、CrAss ファージは最も一般的な腸内細菌グループの 1 つに感染するため、 バクテロイデスヒル氏はそうしても驚かないだろう。同様に感染する他の一般的なグループ バクテロイデス、 彼らはグバファージです (腸内バクテロイダルファージ) そしてLoVEphage （多くのウイルス遺伝要素）。

ファージオームは人によって大きく異なります。ヒルとその同僚が論文で説明しているように、年齢、性別、食事、ライフスタイルによっても変化します。 微生物学の年次レビュー 2023年。

ファージは細菌に感染し、時には細菌を殺しますが、その関係は それよりも複雑です。 「私たちはファージと細菌が戦っていると考えていました」とヒルは言います。彼らはパートナーなのです。」

ファージは細菌に新しい遺伝子を提供することで細菌に利益をもたらします。感染した細菌の内部でファージ粒子が集合しているとき、ファージ粒子は、細菌自身の遺伝物質とともに細菌の遺伝子をそのタンパク質コートに導入することがあります。その後、それらの遺伝子を新しい宿主に注入すると、誤って移入された遺伝子が役立つ可能性があるとデュエコップ氏は言う。それらは、抗生物質に対する耐性や、新しい物質を消化する能力を提供する可能性があります。

ファージは細菌の集団を絶えず追い詰めることで、その集団の形を保っているとヒル氏は言う。細菌 バクテロイデス 外側の表面には、最大十数種類の砂糖のようなコーティングが施されていることがあります。コーティングが異なれば、免疫システムを回避したり、消化器系の異なる部分を占有したりするなど、異なる利点があります。しかし、周囲にCrAssファージが存在すると、ヒル氏は言う。 バクテロイデス 被毛を認識するファージから逃れるために、常に被毛を変えなければなりません。結果: いつでも、 バクテロイデス さまざまなタイプのカバーがあり、人口全体がそれを可能にします さまざまなニッチ分野を占有するか、新たな課題に直面する。

ファージはまた、細菌集団が制御不能になるのを防ぎます。腸は森林のような生態系であり、オオカミがシカの捕食者であるように、ファージは細菌の捕食者です。森にオオカミが必要なように、腸にはファージが必要です。これらの捕食者と被食者の関係が変化すると、病気が発生する可能性があります。研究者らは、炎症性腸症候群（IBS）、過敏性腸疾患、結腸直腸がんのファージオームの変化を観察した。たとえば、IBS 患者のウイルス エコシステムは通常、 少し違う。

人々は食事によって腸内微生物叢のバランスを戻そうとしますが、極端な医学的ケースでは、 糞便移植。ファージを研究することで、より洗練されたアプローチが提供される可能性があるとヒル氏は言う。たとえば、科学者は治療に使用できるファージを探しています。 潰瘍を引き起こす細菌に感染する。

腸内の生態系を管理している何兆ものファージに感謝しましょう。これらがなければ、数種類の細菌がすぐに蔓延し、一部の食物の消化が妨げられ、ガスや膨満感が生じる可能性があるとヒル氏は示唆しています。野生的で素晴らしいファージオームは、細菌にとっても人間にとっても同様にダンスパートナーです。

記事の翻訳者 デビー・ポンチナー

この記事は最初に掲載されました スペイン語でわかる科学知識を誰もが利用できるようにすることに特化した非営利出版物。