深海ウイルスの多様性とその地球規模の影響についての最新研究
深海ウイルスの存在意義とそれが地球規模の気候や生物地球化学的な構造に与える影響については、まだ十分に解明されていないものの、その重要性は過小評価されるべきではありません。ウイルスは極めて小さな存在でありながら、生態系全体に広範な影響を与えています。特に深海におけるウイルスの役割は十分に研究されていませんが、これまでの知見から、深海ウイルスが地球環境や気候変動とどのように関わるのかについて示唆を得ることができます。深海ウイルスの群集構造、宿主との相互作用、および生態系への影響を解明することは、深海と地表の生態系全体を理解する上で極めて重要です。
このたび、中国の海洋生命科学大学（Ocean University of China）の研究者らは、深海ウイルスの多様性と生態学的役割に関する最新のレビュー論文を発表しました。本研究は、2024年10月11日に学術誌 Ocean-Land-Atmosphere Research に掲載されたオープンアクセスの論文「Diversity and Ecological Roles of Deep-Sea Viruses（深海ウイルスの多様性と生態学的役割）」として報告されました。
深海ウイルスの分布とその役割
本研究の筆頭著者であるイン・ハン氏（Ying Han）は、「深海ウイルス群集は、海洋の深さ、地理的位置、および特定の環境要因によって特徴的な分布パターンを示します。海洋生態系において、深海ウイルスは主に深海のエネルギー循環を促進し、遺伝子進化を媒介することで生態学的な役割を果たしています」と述べています。
一見すると、広大な海洋の中で微小なウイルスを研究することは困難に思えます。しかし、深海ウイルスは無秩序に存在するのではなく、特定のパターンに従って分布していることが研究によって明らかになっています。特に、海洋の深度がウイルスの分布に大きな影響を与えることが分かっており、地理的位置よりも深さによる影響の方が顕著であることが示唆されています。また、深海の堆積物中には、海水中よりもはるかに多くのウイルス群集が存在していることも明らかになっています。
深海ウイルスが気候に与える影響
深海ウイルスは単なる分布パターンだけでなく、感染を介して地球環境に影響を与えることが分かっています。ウイルスは宿主細胞を感染することで、炭素や栄養素を海洋へ放出する作用を持っています。このプロセスは、ウイルスの主目的である自己複製とは別に、二次的な影響として生じるものですが、結果的に海洋の炭素循環や生物地球化学的プロセスに大きな影響を与える可能性があります。
さらに、ウイルス感染は宿主生物の生存率を向上させる側面も持っています。その一例が「水平遺伝子移動（HGT: Horizontal Gene Transfer）」と「溶原感染（Lysogenic Infection）」のメカニズムです。水平遺伝子移動とは、血縁関係のない生物間で遺伝子が伝達される現象であり、これによってバクテリアやウイルスは短期間で環境に適応することができます。一方、溶原感染は、ウイルスが宿主細胞の内部に自身の遺伝情報を組み込むことで、宿主細胞がウイルスDNAを複製し続ける仕組みです。このようなプロセスを通じて、深海ウイルスは海洋微生物群集を変化させ、結果として生物地球化学的循環にも関与するのです。
深海ウイルスと生物地球化学的循環
生物地球化学的循環は、水循環や窒素循環、リン循環など、地球上の生命維持に不可欠なプロセスを含んでいます。これらの循環は、海水の蒸発による降雨や、バクテリアやウイルスによる元素の移動など、自然の仕組みによって成り立っています。近年の研究により、深海ウイルス群集がこれらの循環の中で重要な役割を担っていることが明らかになりつつあります。
今後の研究の展望
「今後の研究では、特に深海および海溝に生息するウイルス、特にRNAウイルスに焦点を当て、海洋におけるウイルスの役割や地球規模の気候への影響をより深く理解することを目指します。さらに、地球温暖化が引き起こす生態学的な課題への対応策としても貢献できることを期待しています」と、ハン氏は述べています。
この研究から得られた知見は、深海ウイルスが地球の気候に与える影響の解明に貢献するだけでなく、将来起こりうる生態系の変化に対する対応策の構築にも役立つ可能性があります。
本研究には、イン・ハン氏（Ying Han）、ヤンタオ・リアン氏（Yantao Liang）、アンドリュー・マクミン氏（Andrew McMinn）、ミン・ワン氏（Min Wang）、チェン・ガオ氏（Chen Gao）が参加しました。彼らは、中国海洋生命科学大学（Ocean University of China）、UMT-OUC海洋研究共同センター（UMT-OUC Joint Center for Marine Studies）、タスマニア大学南極海洋研究所（Institute for Marine and Antarctic Studies, University of Tasmania）、青島大学附属病院（The Affiliated Hospital of Qingdao University）、および海徳学院（HaiDe College, Ocean University of China）に所属しています。
この研究は、中国国家自然科学基金（Natural Science Foundation of China）、老山実験室（Laoshan Laboratory）、および中央大学基礎研究基金（Fundamental Research Funds for the Central Universities）の支援を受けて実施されました。
