非ヒト霊長類におけるヘパトシスティス寄生虫の調査

ヘパトシスティス寄生虫は、マラリアを引き起こすプラスモディウム寄生虫に関連してるけど、いくつかの重要な行動が違うから分類が異なるんだ。例えば、ヘパトシスティスは赤血球の中で増殖しないから、マラリアの症状の主な原因にはならない。代わりに、これらの寄生虫は蚊じゃなくて、ミジンコっていう別の虫によって広がるんだ。

ヘパトシスティスは違うけど、齧歯類のマラリア寄生虫とは密接な関係がある。これらの齧歯類の寄生虫は人間のマラリアの研究でよく使われてる。ヘパトシスティスは肝細胞に感染した後、赤血球に感染するライフサイクルを持っていて、プラスモディウムと似ている。ヘパトシスティスはいろんな種類の動物に感染できて、非ヒト霊長類も含まれるけど、人間に感染する証拠はないんだ。

科学者たちはコウモリや非ヒト霊長類に見つかるヘパトシスティスの多様性を研究してきたけど、後者からのサンプル収集は難しかったみたい。非ヒト霊長類では、顕微鏡検査を通じて6種のヘパトシスティスが特定されていて、すべて旧世界のサルに見られる。南アジアではマカカ属に2種のヘパトシスティスが発見された。遺伝子研究では、ヘパトシスティス感染がタイのマカクに一般的だけど、遺伝情報は特定の種と明確に結びついていない。

アフリカでは、様々な旧世界のサルに4つの追加のヘパトシスティス種が記録されている。これらの感染症の流行はカメルーンやウガンダなどの国によって異なる。また、チンパンジーの中にもヘパトシスティスのDNAの痕跡が発見されていて、これらの寄生虫が一部の大型猿にも感染できることを示している。興味深いことに、ある研究では特定のヘパトシスティス種が特定の場所やサルの種に限られているというパターンは見つからなかった。

ヘパトシスティスのDNAに関する研究はいい洞察を与えるけど、完全なゲノム配列があれば、これらの寄生虫がどのように進化し、変化していくかをより深く理解できる。ヘパトシスティスの初の完全なゲノム配列は2020年に完成した。この配列は、蚊のライフステージに関連するDNAの一部がプラスモディウムのものと比べてより多く変化していることを明らかにした。また、ヘパトシスティスは肝臓のステージに関連する特定の遺伝子の数が多いことも示した。

この初期のゲノム配列から得られた重要な情報にもかかわらず、それはヘパトシスティスの一種だけを代表してる。さまざまな種についてのデータを集める必要があって、彼らの関係や進化を完全に理解するためにはまだまだ足りない。

#研究目的

この研究では、公開されている野生の非ヒト霊長類のサンプルから遺伝的データを抽出することで、ヘパトシスティスに関する既存の研究をさらに進めることが目標なんだ。特にエチオピア、ケニア、南アフリカや他の地域のクロロセブスサルやパピオサイノケファルスのヘパトシスティス感染を見つけることに興味がある。既知の感染を確認するだけでなく、クロロセブスサルだけに感染する新しいヘパトシスティスの種も特定することを目指している。

#データ収集の方法

ヘパトシスティスやプラスモディウム感染を調べるために、科学者たちは野生の非ヒト霊長類の血液サンプルからの遺伝データのデータベースを調べた。18カ国の17種から326サンプルを見つけたよ。ほとんどのサンプル（83%）は旧世界のサルからで、14%は大型猿、残りはアジアのサルから集められた。サンプルの大半はアフリカから集められていて、一部はアジアやカリブ海からもあった。

#旧世界のサルにおけるヘパトシスティス感染

次に、研究者たちは収集したデータの中からヘパトシスティスの配列を専門のツールを使って調べた。これにより、特にパピオとクロロセブスの2つの属でかなりの量のヘパトシスティス DNAが見つかった。データは、霊長類とヘパトシスティスの参照ゲノムに読み取りをマッピングすることでさらに分析された。

K-meansクラスタリングという方法で、サンプルを異なる要因に基づいて分類した結果、30サンプルが感染していることがわかった。このグループには、アフリカで見つかった4種類のクロロセブスからの20個体と10個体のパピオサイノケファルスのサンプルが含まれていた。研究者たちは、カバレッジが低いサンプルの中にも実際の感染を示すものがあるかもしれないことに気づいた。

#宿主-種の特異性の理解

次に、研究では感染サンプル間の宿主特異性のレベルを、特定のDNA配列に基づいて遺伝的樹形図を作成することで調べた。結果は、パピオとクロロセブスのサンプルが別のグループを形成していて、異なるヘパトシスティス種がこれら2つの種類のサルに感染する可能性があることを示している。

クロロセブスのグループ内ではいくつかのクラスターが現れ、種レベルでのサブ構造の可能性を示唆している。パピオのサンプルは、既知のヘパトシスティスの参照配列とクラスター化していて、特定の種との潜在的な関連を示している。

さらに広い文脈を提供するために、他のサル種からの追加のヘパトシスティス配列が新しいデータと組み合わされて、より包括的な遺伝的樹形図が作成された。この分析は、クロロセブスサルを感染させるヘパトシスティスの明確なクレードを確認しながら、パピオ感染種がより一般的で、複数のサル種に感染できる可能性があることを示唆している。

#ヘパトシスティスの遺伝的変異

遺伝データの平均的なカバレッジが低いにもかかわらず、研究者たちはヘパトシスティスのサンプル間の遺伝的違いを特定することができた。彼らは、パピオとクロロセブスのサンプルの両方に何千もの一塩基多型（SNP）を発見した。この情報は、ヘパトシスティスが使用する免疫回避戦略に関連する高い遺伝的変異の領域を特定するのに役立った。

ヘパトシスティスに特有の2つの遺伝子ファミリーは特に変異が激しく、これは寄生虫が宿主の免疫系による検出を逃れる能力に役割を持っている可能性があることを示唆している。また、寄生虫のライフサイクルステージに関連するいくつかの遺伝子は、パピオとクロロセブスのサンプルの両方で高い変異の兆候を示している。

#宿主遺伝的変異の影響の調査

この研究では、宿主の遺伝的変異とヘパトシスティス感染の関係を理解するために、ACKR1という遺伝子を特に調べた。ヒトでは、この遺伝子の変異が特定のマラリア感染への感受性の低下に関連していることがある。研究者たちは、クロロセブスのサンプルでの遺伝的変異を調べて、ヘパトシスティス感染と相関があるかどうかを見た。

いくつかの遺伝的変化が見つかったけど、感染の存在と有意に関連するものはなかった。これは、宿主の遺伝とヘパトシスティス感染のより明確な関係を確立するには、より大きなサンプルサイズが必要であることを示唆しているかもしれない。

#プラスモディウム感染に関する発見

研究者たちは、調査したサンプルの中にプラスモディウム感染の兆候を見つけることができなかった。この欠如は、プラスモディウムの既知の宿主である特定の種が研究に過小評価されていたための可能性が高い。したがって、今後の非ヒト霊長類の多様な集団をサンプリングすることで、プラスモディウム感染が明らかになるかもしれない。

#結論

全体として、この研究は野生の非ヒト霊長類におけるさまざまなヘパトシスティス感染を特定することに成功し、彼らの分布や多様性についての重要な洞察を提供した。遺伝データに基づいて、新しいヘパトシスティスの可能性がある種cHepが提案された。この研究は、これらの寄生虫の多様性と異なる動物宿主との相互作用についてまだ学ぶべきことが多いことを強調している。

また、野生集団の感染を研究するために血液サンプルからの遺伝データを使用することの重要性も強調されている。より多くのシーケンシングデータが利用可能になることで、ヘパトシスティスやその他の類似の寄生虫についての理解が向上するだろう。このアプローチは、他の動物宿主の感染を研究したり、一般的に異なる宿主-寄生虫関係を理解するためにも適用できる。

ヘパトシスティスとその宿主との相互作用に関する継続的な研究は、これらの生物の複雑なダイナミクスを解き明かすために重要で、関連する寄生虫やその健康への影響についてのより良い洞察をもたらす可能性がある。