コウモリ狂犬病ウィルスの進化速度は宿主の生態に深く関わっている、と米国ジョージア大学(UGA)疾病管理・予防センターおよびベルギー・ルーベン、カトリック大学(KU)の研究チームが発表した。本研究は2012年５月17日付けのPLoS Pathogens誌に掲載され、宿主の地理的環境がウィルス進化率の最も正確な予測値であることを説明している。熱帯・亜熱帯のコウモリ種は、温帯地域に住むコウモリのウィルス変種よりも4倍速く進化するのである。「広く分布している種属は、地域によって異なる行動を見せます。
熱帯のコウモリは年間を通して活動的なため、狂犬病ウィルスの感染が毎年多く起こります。一方、冬眠中のコウモリのウィルスは伝染する機会を6ヶ月も失う可能性もあります。」と、本研究のリーダー、UGAオダム生態学準学士、ダニエル・ストリーカー博士は語る。宿主の生態とウィルスの進化率との関係を理解することは、インフルエンザなど多地域にわたり起こり、複数の宿主種に感染するウィルスの伝染ダイナミクスや、ウィルスの人為的変化による伝染ダイナミクスなどを理解することにつながる。本研究チームによる知見は、異なる環境および環境の変化に応じていつ狂犬病ウィルスが伝染するのか、公衆衛生局の立てる予測に役立つかもしれない。
しかし、そのためには狂犬病ウィルスのゲノムおよびコウモリの越冬生態の研究がさらに必要であるとストリーカー博士は述べる。
「ウィルスの進化が早い場合、ウィルスゲノムの重要な部分に大きな遺伝的多様性を生み、宿主をシフトすることができるかもしれません。狂犬病に関してはこれが何なのか知られていないため、それを識別することが鍵となります。同様に、気候変動がウィルスの進化をスピードアップするかどうかを理解する前に、環境の変化が宿主の生態や行動にどのような影響を与えるのかを知る事が必要なのです。」と、ストリーカー博士は説明する。
進化生物学者は長い間、分子進化は時計の様に進み、突然変異はほぼ一定の速度で蓄積されていくと認識していた。この“分子時計”は種属の起源から伝染病の起源まで、強力な推論を可能にする。
しかし、この時計の速度は種間で大きく違い、多くの研究はこの違いを引き起こすものに焦点を当ててきた。高速進化は新しい種属へのウィルス出現を可能にし、ウィルスが宿主の免疫防御を回避出来るようになるため、狂犬病などのRNAウィルスには、この速度変異性を理解することに実用的な意味がある。しかし、過去の研究のほぼ全ては全く別のウィルス科を比べていたため、研究の焦点はウィルスの構造的特徴に限定されていた。異なる宿主種の類似したウィルスの進化を研究する機会が限られていたため、宿主の役割はほぼ完全に無視されていたのである。
ストリーカー博士はコウモリ狂犬病ウィルスの進化速度を理解し、特に宿主の役割の有無および役割が何なのかを知るために研究を始めた。ストリーカー博士と研究チームは研究を行うため、米国および南米で感染したコウモリの狂犬病ウィルス21変種の遺伝子配列データベースをまとめた。また、宿主となった複数のコウモリ種の生物学および生態に関する情報も収集した。研究チームがまず調べたのは異なるコウモリ種の進化の歴史である。越冬習慣（冬眠の有無や非活動状態期間の有無、または冬の間も活動的なままなのかどうか）、代謝率、そして移動習慣（長距離移動の有無）が調べられた。また、気候地域でコウモリを分類し、単一または群体で生活しているのかを調べた。この巨大なデータベースにより、異なる狂犬病ウィルス間では進化率に大きな違いがあることが明らかになり、この違いは全く異なるウィルス科間での違いに匹敵した。
研究チームの分析はまた、狂犬病ウィルスの進化率は歴史的には、他のコウモリ種に伝染する度に自由にシフトしてきた様に見えたため、進化率の違いはウィルスの遺伝的特徴によるものではないと示唆した。「以前の研究ではウィルスのゲノム形質が進化率を推進しているという結論につながったのですが、それが全てでは無いという事が明らかになりました。今回の場合、宿主の生物学も重要な役割を果たしていたのです。」と、ストリーカー博士は語る。
進化率と最も相関した特徴は宿主の進化の歴史ではなく、コウモリの行動に影響を与える気候地域であった。熱帯コウモリの狂犬病は温帯コウモリに比べて年間発生数が多く、これは自由生活の熱帯植物や動物の分子時計を加速するメカニズムであるという仮説が立てられている。狂犬病ウィルスの急速な変化は、極から熱帯の緯度間での進化および種の多様性の違いを引き起こすメカニズムを調べる機会を研究チームに与えた。
「これは、RNAウィルスの急速な進化が生態系および進化プロセスを同時に理解するための優れたツールになるという事のほんの一例です。」と、ストリーカー博士は説明する。
■原著へのリンクは英語版をご覧ください：Rabies Evolution Rate in Bats Varies with Location
