筑波大学の石田健一郎教授と白鳥峻志助教らの研究グループが、これまでの常識を打ち破る新種の細菌を発見した。その大きさはわずか数マイクロメートルほどだが、人類誕生の謎を解く大きな手掛かりになるかもしれないという
 

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研究チームは、パラオ共和国で採集した海水から、まるでアメーバのように体の形を変えて「動き回る」細菌を発見。さらに顕微鏡で詳細に観察したところ、自らの体を凹ませて他の細菌などを包んで取り込み「捕食」することを突き止めた。この特徴から、パラオの神話に出てくる大食いの巨人「ウアブ」にちなみ、細菌を「カンディダタス・ウアブ・アモルフム」(以下ウアブ)と名付けたという。
 

一言でいえばウアブは「アメーバみたいな細菌」なのだが、そもそも細菌とアメーバはどう違うのだろうか?そしてこの細菌が発見されたことが、なぜ人類誕生の謎解きに繋がるのか?
分からないことだらけなので、早速 石田教授に聞いてみた。
 

はじめはアメーバの一種だと思っていました

――細菌とアメーバは、なにが違う?

すべての生物は細胞核をもたない原核生物と、細胞核を持つ真核生物に分けられます。細菌は原核生物、アメーバは真核生物です

細菌の仲間としては大腸菌や乳酸菌がよく知られています。細胞も小型で(約1マイクロメートル=1/1000 mm)単純な細胞構造をしています。

真核生物はアメーバなどの微生物だけではなくヒトなどの動物や植物も含まれます。真核生物の細胞は原核生物の約1000倍の体積で、細胞構造もより複雑です。
 

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真核生物とは、人間やアメーバ・キノコ・植物などを含むグループのことで、細胞の中にはDNAが入った細胞核・ミトコンドリア・ゴルジ体や、植物の場合は葉緑体など様々な器官がある。

一方のウアブなどの細菌は、進化の過程もまったくかけ離れたグループで、核がないためDNAは細胞の中にある。細菌の仲間は、異なる種のDNAを取り込んで置き換える「DNAの水平伝播」が起きるというが、ウアブのDNAを調べたところ真核生物に由来する遺伝子はほとんどなく、独自の進化で獲得したことを示唆しているという。
 

――ウアブの特徴を発見したときはどんな気持ちだった?

我々の研究室では藻類や原生生物の多様性と進化を研究しており、様々な場所でフィールド調査を行い、採ってきたサンプルを培養して中に含まれる微生物を調べていました。

ウアブはパラオの海水から見つかりましたが、当初はアメーバの一種だと思っていました。後に遺伝子を調べることで、これまでに知られていない新しい細菌であることがわかりました。アメーバの一種だと思っていたものが、実際には細菌だと分かったときはとても驚きました。
 

――なぜ「細菌はアメーバのように動くことはない」と思われていた?

アメーバは真核生物特有の複雑な細胞構造によって細胞を柔軟に変形して動くことができます。
原核生物は細胞構造が単純で、多くの種は強固な細胞壁をもっているため細胞が変形せず、アメーバのような運動を行わないと考えられていました。
 

「食作用」の起源が明らかになる可能性

――ウアブはどんな研究に貢献する?

食作用(他の生物などを体内に取り込むこと)やアメーバのような運動性は真核生物が独自に進化させてきた性質だと考えられてきましたが、どのようにそれらを獲得したのかは謎に包まれていました。今回、原核生物でありながら真核生物の特徴を備えるウアブが見つかっため、今後より詳細な研究を行うことで、真核生物がもつアメーバ運動や食作用の起源が明らかになる可能性があります。
 

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ウアブが他の生物を取り込んで捕食する食作用は、実は私たちの体の中でも日常的に起きている。代表的な例は、人間の体に入った病原菌などを取り込んで排除する白血球だ。
また、真核生物の細胞の中でエネルギーを生産するミトコンドリアは、遠い祖先が「食作用」でバクテリアを取り込み獲得したとも言われている。
つまり、「食作用」がなければ私たち人間はもちろん動物も植物もいなかったかもしれないのだが、ご先祖様がどうやって食作用を獲得し、細胞の大型化や複雑性を進化させてきたのかは「生命進化上の最大の謎の一つ」になっている。

その理由は、現在の真核生物原核生物が似ていないからだという。
私たち真核生物は、今から十数億年前に原核生物の一部から進化したと考えられているが、それから長い年月が経ったため、現在では両者の構造や機能が大きく異なり、類似点はほとんどない。そこでアメーバなど真核生物と、細菌など原核生物の中間的な性質をあわせ持つウアブの発見が、この謎の解明に大きく貢献すると期待されているという。
 

――ウアブの研究は「免疫」など医療分野にも生かされる?

ウアブはまだ発見されたばかりで、我々の生活にどのような利益をもたらすのかを明らかにするにはさらなる研究が必要です。ウアブがどのように餌を認識しているのかが分かれば、ヒトの白血球・好中球のように、病原体を取り込ませることもできるかもしれません。
 

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現在、新型コロナウイルスを完全に防ぐ方法はなく、人間が元から備えている「免疫」を注目する動きも出ている。
ウアブの研究が医療現場で使われるまでにはまだ長い時間がかかるだろうが、未来の世界では白血球の「食作用」をコントロールして、未知の病原菌に有効な治療が行えるようになるかもしれない。