ショウジョウバエに寄生する細菌ボルバキアは、体内に侵入するウイルスの増殖を阻止して、ハエを守るという善玉菌の側面を持っている。ボルバキアのウイルス抵抗性のレベルは、ハエの集団でさまざまだが、これは遺伝的変異によりもたらされている。本連載65回では、ボルバキアに感染したネッタイシマカを増やして、デングウイルスの伝播を阻止する試みを紹介した。
9月29日付けのPLos Geneticsで、ポルトガルの国際研究所Instituto Gulbenkian de CienciaのElio SucenaとLuis Teixeriaをリーダーとする研究グループは、共生するボルバキアが宿主としてのショウジョウバエにおけるウイルス抵抗性の進化に直接関わっていることを報告した。
彼らは、４つの集団のショウジョウバエに、世代毎に、ショウジョウバエCウイルス（Drosophila C virus: DCV）を胸郭に接種し、生き残ったものを選択した。DVCは、1970年代にショウジョウバエから分離されたRNAウイルスで、当初、ポリオウイルスと同じピコルナウイルス科とされたが、現在は、ピコルナウイルス目のジシストロウイルス科に分類されている。このウイルスをショウジョウバエに接種すると、多くは３−４日で死亡する。Sucenaらは、生き残ったハエにウイルスを接種するという試みを20世代にわたって繰り返すことにより、抵抗性の集団を作り出した。この抵抗性集団のゲノムを、最初の集団（祖先グループ）、対照としてのウイルスを接種しない集団と比較した結果、そのゲノムには125カ所に一塩基多型（SNIP）が見られ、そのうち111カ所はウイルス抵抗性にもっとも強く関連していた。ウイルス抵抗性はゲノムの変異から生まれたことがうかがえる。
一方、ボルバキアの染色体の遺伝子型を調べた結果、祖先のハエでは、3つのタイプのボルバキアが混在していて、対照集団も同じだったが、ウイルス抵抗性集団では、１つのタイプのボルバキアだけになっていた。宿主がウイルスに曝された結果、内部に寄生する細菌集団は宿主をもっとも保護するタイプのものに集約されていたと考えられた。宿主と内部寄生菌が一体となって、ウイルスに対する遺伝的抵抗性の宿主が進化していたのである。
これまで、ウイルスが宿主と共進化した例は1950年にオーストラリアで、ヨーロッパから持ち込まれた野ウサギ退治のために、致死的感染を起こすウサギ粘液腫ウイルスを散布して、最終的にウイルス抵抗性のウサギの進化とウイルスの毒性低下という共進化が起きたことがあった。今回は、１世代が2週間という短いショウジョウバエで、実験的に宿主と内部共生細菌がウイルスの選択圧で共進化を起こすことを初めて示したことになる。
文献
Faria, V.G., Martins, N.E., Magalhaes, S. et al.: Drosophila adaptation to viral infection through defensive symbiont evolution. PLoS Genet 12(9): e1006297. doi:10.1371/journal.pgen.1006297
Evolution of a species also involves the bacteria it carries.” Science Daily.
29 September 2016. www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160929142322.htm.