新たな研究で、世界の海洋で最も豊富なSAR11細菌が、栄養不足環境への適応によって自ら妨げられている可能性が明らかになった。ストレス下で、これらの微生物は細胞の失敗を経験し、成長を制限し、気候変動の中で海洋生態系に影響を及ぼす可能性がある。南カリフォルニア大学的研究者らは、これをこれらの支配的な生命形態の主要な弱点として強調している。
SAR11細菌は全球的に海面水を支配し、一部の地域では海洋細菌細胞の最大40%を占める。その成功はゲノム簡素化によるもので、栄養不足条件下でエネルギーを節約するために非必須遺伝子を排除する進化的戦略である。しかし、2026年にNature Microbiologyに掲載された研究では、この効率性が環境変化時に脆弱性を生むと示唆されている。南カリフォルニア大学のPhD候補者Chuankai Cheng氏と責任著者Cameron Thrash氏が率いた研究では、数百のSAR11ゲノムを解析した。多くの株が細胞周期制御に不可欠な遺伝子を欠いていることが判明し、これはDNA複製と分裂を監督するものである。環境ストレス時、例えば栄養急増時、これらの細菌は適切な分裂なしにDNA複製を続ける。「DNA複製と細胞分裂が解耦合した。細胞はDNAをコピーし続けたが、適切に分裂せず、異常な染色体数の細胞を生じた」とCheng氏は説明した。これらの余分な染色体を持つ巨大細胞はしばしば死に、資源が豊富でも集団成長を抑制する。このメカニズムは、溶存有機物が増加する植物プランクトンブルーム後期におけるSAR11数の観察された減少を説明する。「ブルーム後期は、これらの生物を乱す新しい溶存有機物の増加と関連し、それらを競争力の低いものにする」とThrash氏は指摘した。この発見は海洋健康と気候変動に広範な示唆を持つ。SAR11は海洋食物網内の炭素循環で重要な役割を果たす。海洋が温暖化し変動するにつれ、これらの細菌の乱れは微生物群集を再構築する可能性がある。「この研究は、環境変化が海洋生態系に影響を与える新たな方法、資源制限だけでなく支配的微生物体内の生理を乱すことを強調している」とCheng氏は付け加えた。Simons Foundationの支援を受けたこの研究は、SAR11の不安定性に対する分子応答のさらなる研究の必要性を強調している。