Identification of novel enolase negative Segatella copri subspecies supports notion of Segatella copri speciation via alternative phosphoenolpyruvate synthesis pathways

あなたの腸内を、さまざまな種類の細菌がサービスを売り込み、物資を買い付けようとしている、活気にあふれた混雑した市場だと想像してみてください。最も人気のあるベンダーの一つが、セガテラ・コプリ（Segatella copri）と呼ばれる細菌です。この細菌は、植物の繊維（サラダや全粒穀物に含まれるものなど）を分解してエネルギーを得る達人として有名です。

長い間、科学者たちはすべてのS. copri細菌が同じ方法で働いていると考えてきました。彼らは、すべてが糖をエネルギーに変えるための特定の標準的な「組立ライン」を使用していると信じていました。この組立ラインにおける重要な機械の一つが、エノラーゼ（enolase）と呼ばれるツールです。エノラーゼを、工場のメインのコンベアベルトだと考えてください。これなしでは、工場は稼働を停止してしまうはずの道具です。

消えたコンベアベルトの謎
最近、研究者たちが42種類の異なるバージョンのこの細菌を詳しく調査したところ、奇妙なことが分かりました。5つの特定の株（JCM 13468、LKV-178-WT-2C、RHA03、RHA01、およびRHA02と命名）は、この「エノラーゼ」というコンベアベルトを完全に欠いていました。古いルールに従えば、これらの細菌は生存することもエネルギーを作ることもできないはずでした。しかし、彼らは旺盛に活動していたのです。

この発見は、これらが単なるランダムな不具合ではなく、全く異なるビジネスのやり方を進化させた、S. copriの全く新しい「亜種」である可能性を示唆しています。

近隣のライバル関係
論文では、近隣での抗争についても説明しています。研究者たちは、S. copriが順調に活動しているとき、別の種類の細菌であるブラウティア（Blautia）が不調に陥る傾向があることに気づきました。その逆もまた同様です。

BlautiaとS. copriが、市場に到着する最後の数台の配送トラック（フォルメートやフマル酸などの電子供与体）を奪い合っている隣人同士の争いだと想像してみてください。Blautiaは非常に攻撃的な買い手であり、トラックをすべてかっさらっていきます。しかし、S. copriには特別な利点があります。それは、食べる植物繊維から直接、自分専用のトラックを届けてもらえることです。そのため、植物繊維がたくさんあるとき、S. copriは十分な物資を確保でき、Blautiaを圧倒することができます。

秘密の裏口
では、これら5つの「エノラーゼを持たない」細菌は、メインのコンベアベルトなしでどうやって生き延びているのでしょうか？研究者たちは、その答えを彼らの遺伝的な設計図の中に発見しました。

これらの特別な細菌は、エネルギー工場の内部に秘密の裏口を建設したのです。標準的なエノラーゼ・マシンに頼る代わりに、彼らはBlautiaが争い合うのと同じ配送トラック（フォルメート、フェレドキシン、およびフマル酸）から始まる代替経路を使用しています。

このように考えてみてください。もしメインの高速道路（エノラーゼ）が工事のために閉鎖されたら、ほとんどの車は立ち往生してしまいます。しかし、これら5つの細菌は、エネルギー源に直接つながるプライベートな地下トンネル・システムを構築しています。このトンネルを持っているため、彼らはメインの高速道路を全く必要としません。

大きな結論
論文は、これら5つの細菌はおそらくS. copri種の中の明確に異なる一族であると結論付けています。彼らは単に道具を失ったのではなく、エネルギーを作るための全く新しい方法を進化させ、その結果、古い道具を不要にしたのです。この「裏口」システムは非常に効率的で、彼らのDNAの中にしっかりと保存されており、それが彼らが標準的な仕組みを使わずに腸内で繁栄できる独自の進化の道を歩んできたことの証拠となっています。