科学上の偉大な発見の中には、偶然もたらされたものが少なくない。そのリストに、イスラエルの科学者たちがもう一つ加えた。ウイルスがほかのウイルスにメッセージを残す事例を、初めて発見したのだ。
この発見が注目に値するのは、科学者たちが、ほかの種類のウイルスにも同様のコミュニケーション機構が存在すると予想している点だ。これが事実なら、HIVやヘルペスなどの深刻なウイルスを攻撃する手段がもう一つ増えることになる。
研究は、ワイツマン科学研究所のロテム・ソレクと同僚たちが「細菌のおしゃべり」を探していたことから始まった。彼らは、ウイルスが次の細菌種をどのように攻撃するかを研究していた。Bacillus subtilis彼らは、特定の状況下でこの細菌が互いに情報を伝え合うことを知っていた。クオラムセンシングと呼ばれるこの現象は、周囲にいるほかの細菌の数に応じて、細菌が行動を制御するのに役立つ。たとえば、病原性細菌が宿主への攻撃を開始し、それが病気につながる可能性があるとき、その判断に欠かせない。しかし彼らが発見したのは、ウイルスもまた会話していたということだった。
ウイルスは二つの方法で細菌を攻撃する。多くの場合、細菌の細胞に侵入し、その仕組みを乗っ取って増殖する。やがて細胞は破裂して死ぬ。しかし、環境からの合図を待って再び活動し、後に増殖するため、細菌に自らのゲノムを注入するだけの場合もある。
ウイルスが頻繁に攻撃することを踏まえ、ソレクは、B. subtilis細菌が攻撃の開始をほかの細菌に知らせる方法を進化させたのではないかと考えた。そこで、phi3Tというウイルスを、B. subtilisがいっぱいに入ったフラスコに加えた。予想どおり、ウイルスは大量の細菌を殺した。
化学的なシグナル伝達が起きていたかを確かめるため、ソレクは混合物をろ過して細菌とウイルスを取り除き、タンパク質だけを残した。次に、そのタンパク質の混合物を、B. subtilisを含む新しいフラスコに加えた。驚いたことに、今度そのフラスコにphi3Tウイルスを加えると、ウイルスは別の行動を取った。前回のように宿主を殺す代わりに、ゲノムの一部を細菌に忍び込ませたのだ。
つまり、細菌同士が会話していたのではなく、タンパク質の混合物に含まれる何かが、ウイルスの攻撃方法を変えさせていた。ソレクには解明すべき謎ができた。
タンパク質の混合物を2年以上調べた末、ソレクは学術誌Natureで、ウイルスがコミュニケーションに使うタンパク質をチームが発見したと報告している。チームはそのタンパク質をarbitriumと名付けた。ラテン語で「決定」を意味する。
ソレクは、arbitriumの量が増えると、ウイルスは宿主細胞を殺す戦略から、ゲノムを注入する戦略へ切り替えると考えている。「実に理にかなっています」とオタゴ大学のピーター・フィネランはNatureに語った。「ファージの宿主が尽きかけているなら、破壊を抑え、静かに待って宿主の増殖が再開するのを待とうとするでしょう。」
さらに興味深いのは、ソレクが、より多くの種類のarbitrium様タンパク質の兆候を見つけたことだ。phi3TウイルスはゲノムをB. subtilis 細菌に注入する際、arbitriumを作るために必要なDNAコードも複製する。ソレクがほかのBacillus属細菌のゲノムを調べると、arbitriumのDNA断片に似た、固有のDNA断片が100種類以上見つかった。そのため、ほかのウイルスも化学的なシグナル伝達を使ってメッセージを伝えている可能性はかなり高い。
ウイルスは生命の最も原始的な形態であるにもかかわらず、毎年何百万人もの人々に感染し、害を及ぼしている。ウイルスのコミュニケーションを利用できる可能性に多くの科学者が期待を寄せているのは、ウイルスを倒す薬を開発する新たな方法につながるからだ。
