極小微生物ナノアーキアの培養・リソース化に成功―宿主の細胞表面に付着し、細胞質を吸い取って増殖：理化学研究所ほか
(2022年8月22日発表)
宿主アーキア（中央）の細胞表面に付着する寄生性ナノアーキア（左側の小さい細胞二つ）（提供：理化学研究所）
（国）理化学研究所と（国）産業技術総合研究所の共同研究グループは8月22日、大きさが数百nm(ナノメートル,1nmは100万分の1mm)程度しかない極小微生物「ナノアーキア」の一種を培養し、研究への一般的な利用を可能とするリソース化に成功したと発表した。
地球上の全生物は、動植物やカビなどを含む真核生物と、バクテリア（細菌）、アーキア（古細菌）の3つに大別される。ナノアーキアはアーキアに属する極小サイズの微生物で、全生物種の15％以上を占めるといわれている。
しかし、そのほとんどはまだ実験室で培養できておらず、一般利用可能なリソースとして公開されているのはインドネシア産のたった1種類しかない。このため、ナノアーキアは謎に包まれた機能未知の「微生物ダークマター」の代表格とされ、その解明が生物学上の課題として注目されている。
共同研究グループは、分子生物学的な手法によって、ナノアーキアの生息が推測された栃木県内の酸性温泉の温泉水を用い、好気性条件下でナノアーキアの培養を試みた。
その結果、培養開始約1週間後に、1μm（1000nm）サイズの一般的な微生物細胞の周りに付着した200～300nmサイズの粒子を観察、遺伝子解析した結果、酸性温泉環境に一般的に生息する好熱好酸性アーキアのほかに、新しいナノアーキアが含まれていることを見出した。
この培養液をもとに希釈･継代培養を繰り返し、最終的に、1種類の好熱好酸性アーキアMJ1HA株と1種類のナノアーキアMJ1株のみを含む培養系の確立に成功した。
研究グループでは引き続き、ナノアーキアMJ1株単独の培養を各種試みたが、MJ1株単独での増殖は確認されなかった。また、MJ1HA株以外のアーキアとの共培養も試みたが、ナノアーキアMJ1株の増殖は認められず、ナノアーキアMJ1株の増殖には宿主となるMJ1HA株の存在が必要不可欠と考えられた。
MJ1株とMJ1HA株の全ゲノム配列を調べたところ、宿主MJ1HA株のゲノムサイズは2.28メガ塩基対であったが、ナノアーキアMJ1株のゲノムサイズはわずか0.67メガ塩基対しかなかった。MJ1株にはDNAの複製や転写、翻訳、細胞分裂などに関わる遺伝子はあるが、生命維持に必須の物質の合成に関わる遺伝子はなく、宿主の細胞表面に付着し、そこに穴を開けて細胞質を吸い取るという類例のない方法で増殖していることが示唆された。
好気条件で増殖する絶対寄生性ナノアーキアの培養・リソース化は世界で初めての成果で、微生物ダークマターの解明に向けた今後の研究の進展が期待されるとしている。
