研究者らは、プラントホッパー昆虫内の共生細菌で、これまででどの生物よりも小さなゲノムを持つものを発見した。ゲノムサイズはわずか5万塩基対にまで及ぶ。これらの微生物は、宿主と約2億6300万年にわたり共進化し、独立した細菌とミトコンドリアのような細胞小器官の境界を曖昧にしている。この発見は、栄養供給共生菌における極端なゲノム縮小を強調している。
プラントホッパーは、植物の樹液だけを餌とする昆虫で、糖分の多い食事に欠ける必須栄養素を得るために、腹部の特殊細胞に収容された共生細菌に依存している。数百万年にわたり、これらの細菌は顕著な遺伝的簡素化を遂げ、宿主に完全に依存するようになった。 ポーランド・クラクフのヤギェウォ大学でPiotr Łukasikが率いるチームは、19科から149匹のプラントホッパーを調査した。昆虫の腹部組織からDNAを抽出し、配列解析することで、VidaniaとSulciaという2つの共生菌のゲノムを再構築した。結果、18万1000塩基対未満のゲノム長が示され、一部のVidania系統はわずか5万塩基対で、従来の記録保持者であるleafhopperのNasuia（10万塩基対超）を上回った。これらの細菌は約60のタンパク質コード遺伝子しか持たず、covid-19を引き起こすウイルス（約3万塩基対）などと同等である。 これらの共生菌は主に昆虫の外骨格形成に不可欠なアミノ酸フェニルアラニンを合成する。Łukasikらのグループは、宿主の食事変化が代替栄養を提供したり、他の微生物が従来の役割を引き継いだりすることでゲノム縮小が起こると示唆している。この縮小は、真核細胞に取り込まれた古代細菌由来のミトコンドリアや葉緑体の進化を想起させる。 「この高度に統合された共生菌がどこで終わり、小器官がどこで始まるのかは、非常に言い難いと思います」とŁukasikは述べた。「これは非常に曖昧な境界です」。研究に関与しなかったテキサス大学オースティン校のNancy Moranも、定義次第で小器官と呼ぶかどうかは変わると同意したが、違いは残る：15,000塩基対のゲノムを持ち15億年以上前に起源を持つミトコンドリアはほとんどの細胞に遍在するが、これらの特殊共生菌とは異なる。Łukasikはこれらを「依存のグラデーション上」に位置づけ、さらに小さな例が現れると予想している。 本研究はNature Communicationsに掲載（DOI: 10.1038/s41467-026-69238-x）。