メタゲノムデータで微生物多様性のホットスポットを解明：既知と未知のバランスを探る新研究
微生物の多様性に関する最新の評価が、2025年1月17日付けで科学誌「Science Advances」に発表されました。米国エネルギー省（DOE）の共同ゲノム研究所（JGI）によるこの研究は、過去30年間にわたって蓄積された公開ゲノム配列データを活用し、現在知られている微生物多様性の割合を評価するとともに、未解明の領域に取り組むための道筋を提案しています。このオープンアクセス論文のタイトルは「A Metagenomic Perspective on the Microbial Prokaryotic Genome Census（メタゲノムから見る微生物原核ゲノムの国勢調査）」です。
微生物の多様性評価の現状と課題
共同第一著者であるドンイン・ウー博士（Dongying Wu, PhD）は、「約180万件の細菌および古細菌ゲノムを徹底的に分析したところ、これまでに解明された多様性はまだ表面的なものに過ぎないことが分かりました」と述べています。
チームの分析によれば、公開データベースに収録された細菌分離株ゲノムは、既知の多様性のわずか9.73%を占めるにすぎません。一方で、環境サンプルから直接データを抽出して生成されたメタゲノムアセンブルゲノム（MAGs）は、既知の細菌多様性の約49%を占め、微生物ゲノム多様性を大きく拡大しました。しかし、それでもなお42%の細菌多様性が公的データベースには未収録であると保守的に推定されています。
古細菌については、分離株ゲノムが既知多様性の6.55%にとどまる一方、MAGsが57%を占めていますが、36%の多様性が未解明のままです。
MAGsの功績と次のステップ
MAGsは計算的手法による革命的な成果であり、多様性の理解を広げる大きな役割を果たしました。しかし、これらのデータは理論的なものであり、応用科学に役立てるには実験的研究が必要です。ウー博士と共同第一著者のレカ・セシャドリ博士（Rekha Seshadri, PhD）は、未培養微生物種の実験的分離と培養を進める重要性を強調しています。
微生物世界を解明する新たなアプローチ
共同責任著者であるナタリア・イワノワ博士（Natalia Ivanova, PhD）は、「JGIでは細菌と古細菌のゲノム表現を増やす取り組みを続けており、未知の微生物空間に光を当てています」と述べています。さらに、研究チームはメタゲノムデータを活用して、特定の分離株種の回収率を向上させる方法を模索しています。
「私たちは宝の地図を描きました」とセシャドリ博士は語ります。「つまり、具体的な環境サンプルを指し示し、回収作業に再投資するための道筋を示しています。」
実用化と将来の目標
研究チームは今年中に未培養分離株の数を増やすための議論を予定しています。この取り組みは、環境モニタリングやクリーンエネルギー生成など、DOEの使命に関連する持続可能なバイオエコノミーを支える基盤となるでしょう。
[News release] [Science Advances article]
