細菌に関する基礎知識 第３回「真菌叢解析とは」

​　「微生物」とは、肉眼で詳細を把握出来ないくらい小さい生物の総称です。細菌や古細菌、菌類（キノコやカビ）、原生生物などが含まれています。この微生物は2つのタイプに分かれます。一方は原核生物で、ミトコンドリアや小胞体、ゴルジ体などの細胞内小器官をもたず、ゲノムDNAが折り畳まれた核様体を有している生物です。この原核生物には前回のブログに登場した「細菌」と高熱の温泉や深海、高塩濃度の池など過酷な環境で良く見つかる「古細菌（アーキア）」に分けることができます。もう一方は人間や動物、植物も含まれる真核生物です。ゲノムDNAが核膜に覆われた細胞核と細胞内小器官を有しています。このうち、微細で発酵食品で馴染み深い酵母やカビ、キノコが含まれる生物を「真菌」と呼びます。真菌は、胞子を形成するものが多く、無性生殖を行い、何らかの環境変化が起こると有性生殖を行う2つのライフサイクルをもっています。また、多くは定着性で、細胞壁を有していますが、光合成を行う葉緑体をもっておらず、体外の有機物を分解して細胞表面より吸収しています。

​　真菌は疾患との関連性が多く報告されており、真菌によって生じる疾患を真菌症と呼びます。また、感染症に限らず、アレルギー性疾患や代謝物による中毒も真菌症に含めることがあります。真菌の寄生部位が表皮や粘膜に限局する場合は浅在性真菌症（白癬、カンジダ症など）と、真皮以下に寄生する場合は深在性真菌症に分類されます。
　この真菌症の診断や真菌の分類は、鏡検と真菌培養という手法が重要ですが、近年では分子生物学的解析を用いた非培養法での研究が主流となってきています。第２回「細菌叢解析とは」で述べた16S rRNA遺伝子解析と同様に次世代シーケンサーを用いて網羅的に真菌の存在比率を推定する手法が「真菌叢解析」です。この解析には、リボソームRNA遺伝子のサブユニットである18S rRNA遺伝子と26S rRNA遺伝子の間に存在する「ITS（internal Transcribed spacer）領域」、あるいは26S rRNA遺伝子内に存在する「D1/D2領域」が分類・同定の指標として広く用いられています（真核生物は28S rRNA遺伝子を有していますが、その中でも植物や真菌、原生生物は25〜26S rRNA遺伝子を有しています）。これらの領域は挿入、欠損、点変異などにより配列に非常に変化があり、近縁種や同種の識別、系統推定に威力を発揮します。
　因みに、ITS領域は変異速度が速いため、ヒトと魚のように系統的に遠い生物同士の比較に用いるのは適切ではありません。