Streptomyces属に感染する新規のサテライト・ヘルパー・システムにおける病原性への適応としての同時侵入

2023年11月3日 16:51

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公開日：2023年10月31日
Streptomyces属に感染する新規のサテライト・ヘルパー・システムにおける病原性への適応としての同時侵入

https://www.nature.com/articles/s41396-023-01548-0

タギデ・デカルバーリョ、エリア・マスコロ、...イヴァン・エリル著者一覧を見る
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指標詳細

要旨
サテライトは、ヘルパーウイルスの複製機構に依存して移動する遺伝要素である。バクテリオファージは、増殖にヘルパー形態形成遺伝子を利用するサテライト核酸の多くの例を提供してきた。ここでは、Streptomyces種に感染する2つの新規なサテライト・ヘルパーファージ系、MulchとFlayerについて述べる。これらの系のサテライトは、カプセル化機構をコードしているが、主要な複製遺伝子を持たないため、バクテリオファージ・サテライトウイルスの最初の例となった。また、サテライトのコドン使用法はヘルパーのtRNA遺伝子の内容と一致することも示した。これらの系の1つであるFlayerのサテライトは宿主ゲノムに組み込まれないようであり、これは病原性サテライトファージの最初の例である。Flayerのサテライトは、ヘルパーに付着して同時共感染を可能にするユニークな尾部を持っている。これらの発見は、サテライトファージとヘルパーファージの進化的な軍拡競争において、ヘルパーファージに遺伝的に依存するサテライトファージの戦略が増え続けていることを示している。

はじめに
ウイルス圏には、多くのウイルス様移動遺伝要素（MGE）が存在する。サテライトは、複製を他のウイルスに依存するウイルス様MGEであり、この依存性に基づいて分類される[1]。サテライトウイルスはゲノムの複製をヘルパーウイルスに依存するのに対し、サテライト核酸はヘルパー由来のカプシドを用いたカプセル化を介して伝達をヘルパーウイルスに依存する[2]。細菌宿主に感染するサテライトウイルスはこれまで報告されていないが、サテライト核酸のいくつかのファミリーが報告されており、一般にファージサテライトと呼ばれている[3]。

バクテリオファージ系は、サテライト核酸の最初の例のいくつかを提供した[4]。腸内細菌ファージP4は大腸菌細胞に感染し、細菌の染色体に組み込まれるか、プラスミドとして存在することができるが、細胞を包み込んで溶解するためには、一緒に感染している腸内細菌ファージP2の形態形成遺伝子が必要である[5]。多様な細菌宿主に感染する他の多くのサテライト核酸が報告されている。P4様サテライトと同様に、ファージ誘導性染色体アイランド（PICI）およびPICI様エレメント（PLE）は、細菌染色体に存在し、カプセル化と溶解をヘルパーウイルスに依存する、広く分布するサテライトである[6,7,8]。これらのサテライト核酸は多くの場合、細菌宿主に適応的な利点を与える遺伝子をコードしており、通常、ヘルパーファージの複製を妨害する[6]。ビブリオコレラのPLEのような溶菌性ファージに付随するサテライトは、ヘルパーファージの産生を完全に制限し、事実上頓挫感染システムとして機能する[9]。

既知のファージ・サテライトはすべて宿主の染色体に組み込まれ、サテライトにコードされたレプリカーゼを使って複製する[8]。ファージサテライトは、ヘルパーファージからのカプセル化を迂回させるためにいくつかの戦略を用いる。例えば、腸内細菌ファージP4は、P2カプシドの組み立てを方向転換する足場タンパク質（Sid）をコードしており、P2ゲノムを物理的に収容できない小さなカプシドを生成する。その後、P4 DNAは、P4染色体のcos部位を認識するP2ターミナーゼによって、小さなキャプシドにパッケージされる[10]。ブドウ球菌病原性アイランド（SaPI）のような典型的なPICIもまた、足場タンパク質を用いて小さなキャプシドを生成するが、パッケージング戦略は異なる。いくつかのSaPIはcos部位を含み、パッケージングのためにヘルパーのターミナーゼを直接利用し、優先的にパッケージングするために主にサイズ排除に依存している [11]。他のSaPIは、SaPI特異的なpac部位にパッケージングをリダイレクトする小さなターミナーゼサブユニット（TerS）と、ファージのTerSを不活性化する干渉タンパク質をコードしている[3]。プロテオバクテリアのPICIは、ファージのTerSと結合するタンパク質（Rpp）をコードし、PICIのcosサイトを特異的に認識することを促進する[12]。

最近、新しいクラスのPICIが報告された[13]。これまで報告されてきたPICIとは対照的に、キャプシド形成PICI（cf-PICI）は、キャプシド形成のための機能的構成要素（主要キャプシドタンパク質、頭部成熟プロテアーゼ、ポータルタンパク質、頭部-尾部コネクター）、およびパッケージング（大および小ターミナーゼサブユニット、HNHエンドヌクレアーゼ）をすべてコードしている。これらのPICIはバクテリア全体に広く分布しており、そのため尾部の生産はヘルパーファージのみに依存している[13]。

ここで我々は、カプシド形成とパッケージング遺伝子の全レパートリーをコードする、ストレプトマイセス種に感染する新規なサテライトファージ群の単離と特性解析を報告する。これらのサテライトファージは、正規のPICIやカプシド形成PLE、P4-エレメントと大きな相同性を示さず、いくつかの特徴を持っている。すなわち、病原性ストレプトマイセスファージに寄生し、そのゲノムは直接末端反復（DTR）を含み、ヘルパーファージと比較してGC含量が異常に低い。さらに、これらのサテライトの一つにおける染色体統合モジュールの損失は、宿主への同時侵入による共感染を促進するためにヘルパーファージに付着すると思われる特殊な尾部構成要素をサテライトが獲得することによって補われていることが示された。我々の知る限り、これは病原性ヘルパーと結合した病原性サテライトに関する初めての記述である。

方法
単離、特性解析、DNA配列決定
MulchMansion/MulchRoom系とMindFlayer/MiniFlayer系は、ミズーリ州セントルイス（米国）とメリーランド州プールスビル（米国）で採取した土壌サンプルから、それぞれ既報のファージ分離法を用いて分離した[14]。土壌サンプルをまずファージバッファー（10 mM Tris pH7.5, 10 mM MgSO4, 1 mM CaCl2, 68.5 mM NaCl）に懸濁した。得られた懸濁液をスピンして土壌をペレット化し、上清をφ0.22μmのフィルターでろ過した。濾液をStreptomyces lividans JI 1326（MulchMansion/MulchRoom）またはStreptomyces mirabilis NRRL B-2400（MindFlayer/MiniFlayer）を添加したトリプティック大豆（TS）寒天培地（BD, Sparks, MD, USA）に加え、10 mM MgCl2、8 mM Ca(NO3)2、0.5%グルコース（NA+）を添加した栄養寒天プレート（BD Difco, Sparks, MD）に重層した。プレートは30℃で1～2日間インキュベートした。プラークの精製は、以前に記載されたように、最低3ラウンド行った[14]。すなわち、単離したプラークをファージバッファーにピックし、連続希釈した後、各希釈液10μLを48時間培養した宿主と合わせ、室温で10分間インキュベートし、TS軟寒天と合わせ、NA+プレートにプレーティングした。

感染後、S. mirabilisがほぼコンフルエントに溶解したプレートから、前述のように粗ストック溶解液を採取した[14]。プレートを5-8mLのファージバッファーで満たした。バッファー（MulchMansion/MulchRoom）またはバッファーと軟寒天オーバーレイ（MindFlayer/MiniFlayer）を回収し、2,500xgで20分間遠心分離し、上清をφ0.22μmのフィルターに通した。MindFlayerの粗溶解液を連続希釈し、その希釈液をS. mirabilisの新鮮なプレートにスポットし、30℃で7日間培養した。

MindFlayer/MiniFlayerおよびMulchMansion/MulchRoomシステムのDNAは、前報[15]で報告したように、プロメガ社のWizard DNA精製システムを用いて、新しく調製した高力価の溶解液から単離した。MulchMansion/MulchRoomの塩基配列決定は、High-Throughput Library Preparation Kit Standard PCR Amp Module (KAPA Biosystems, Boston, USA)と150 × 2リードを用い、NovaSeq 6000 (Illumina, USA)を用いてワシントン大学のMcDonnell Genome Instituteにより行われた。MindFlayer/MiniFlayerのシーケンシングは、NEB Ultra II Library Kitと150塩基シングルエンドリードを用いてMiSeq（イルミナ；v3試薬）シーケンスプラットフォームでPittsburgh Bacteriophage Instituteにより完了した。すべてのアセンブリーにおいて、Newbler v2.9またはCLC Genomics Workbench NGS de novo assembler v6（デフォルト設定）を用いて生のシーケンスリードをアセンブルした。ゲノムの完全性と末端はConsed v. 29 [16, 17]を用いて決定した。

ゲノムアセンブリとアノテーション
ゲノムアノテーションはDNA Master v5.23.6[18]を使用し、タンパク質コード遺伝子コールにはGlimmer v.3.02b[19]、GeneMark v.4.28[20]、tRNA遺伝子予測にはAragorn v1.2.41[21]を組み込んだ。タンパク質コード遺伝子コールは、その近接性と方向性、推定リボソーム結合部位の存在、および以前にアノテーションされた遺伝子との配列類似性に基づいて手動で改良された。タンパク質コード遺伝子は、BLASTp [22]とHHPred v57c87 [23]による相同性検索によって機能的に注釈付けされた。

電子顕微鏡
MindFlayer/MiniFlayer システムを、Orius CCD カメラ (Gatan Inc., Pleasanton, CA, USA) を装備した Morgagni M268 Transmission Electron Microscope (FEI, Hillsboro, IL, USA) で画像化した。10µLの粗溶解液を200メッシュのホルマール被覆カーボンコート銅グリッド（EMS, Hatfield, PA, USA）に置き、1分間インキュベートした後、超純水で短時間洗浄し、2%酢酸ウラニルで2分間染色した。グリッドをスキャンして、ランダムに選んだヘルパービリオンの関連サテライトの数と位置を記録し、解析用に撮影した画像も記録した。形態学的測定はフィジーで行い[24]、すべての値は平均値±標準偏差で表した。結果に記した特定の分析では、50μLのファージバッファーをプラークに直接置き、30秒間インキュベートしてから液体をピペットで吸い上げ、その後、粗溶解液について上述した染色法で調製した「ピックド」プラークサンプルも使用した。

比較ゲノム解析と系統解析
ファージゲノム間の遺伝子含有量の類似性は、PhagesDBサービス[25]を用いて計算した。ゲノムマップはEasyfig [26]を使い、tBLASTxのe-value閾値10-10を使い、25%以上の同一性のヒットのみを考慮して作成した。系統推論を行うために、バクテリオファージMiniFlayerまたはMulchRoomに関連する可能性のあるファージゲノムセットをコンパイルした（表S1）。このセットはBLASTpとtBLASTn検索の組み合わせによって得られた。tBLASTnはNCBI GenBankデータベースに各サテライトがコードするすべてのタンパク質をクエリーすることによって、関連するファージゲノムを同定するために使われた。検索対象はウイルス（分類ID 10239）に限定した。E-valueが10-10より小さく、クエリーカバレッジが75%より大きいヒットを少なくとも1つ含むゲノムはすべて含まれた（表S2, S3）。細菌染色体に組み込まれたサテライトのうち、関連すると思われるものを同定するために、文献[8]で報告されているサテライトのプロテオームに対してBLASTpを行った。[8]で報告されたサテライトのプロテオームに対して、tBLASTn検索と同じ限界閾値を用いてBLASTpを行った（表S4、S5）。少なくとも1つのヒットを含むサテライトのヌクレオチド配列は、宿主のGenBankゲノムレコードから抽出され（表S6）、潜在的に関連するファージのセットに加えられた。参考のために、古典的なヘルパー・サテライト系の代表の小さなセットも含まれた（表S7）。

ファージゲノムの系統的距離行列を得るためにViPhy [27]を用いた。その後、scikit-learnを用いて凝集型クラスタリングを行い、100の多様なファージセットを作成した。これらの100ファージの系統樹をVICTORウェブサービス[28]を用いて作成した。ゲノム間距離は、Genome-BLAST Distance Phylogeny (GBDP)法を用いて、原核生物ウイルスに推奨される設定[28]を用い、d6距離公式[29]を適用して計算されたタンパク質配列距離に基づいている。FASTMEでゲノム間距離からバランスのとれた最小進化木を作成し[30]、100回の擬似ブートストラップ複製を用いて枝支持値を求めた。この系統樹は、iTOLウェブサービス[31]を用いて注釈付けされ、可視化された。ファージのライフスタイル（温帯性／強毒性）は、BACterioPHage LIfestyle Predictor (BACPHLIP) classifier [32]を用いて予測した。ファージゲノムの%GC含量はBioPython [33]を用いて計算した。ライフスタイルと%GC含量は、iTOLで可視化するために統合された。

ゲノム配列処理とコドン用法バイアス解析
tRNA遺伝子プールに対するコドン使用適応度は、文献[34]（）に記載されているように、tRNA適応指数（tAI）を計算することで推定した。[34] (https://github.com/ErillLab/SPA)。BE クラスターファージとその宿主のゲノム配列は NCBI からダウンロードした（表 S10）。ダウンロードしたゲノム中の tRNA を予測するために tRNAscan と Aragorn の両方を使用した[21, 35]。結果は重複がないかフィルタリングした。tRNAscan と Aragorn の両方で同じ tRNA が予測された場合 (同じアンチコドン、最大 10 bp の位置の違い)、Aragorn の tRNA の位置を保持した。CAT アンチコドンが予測された tRNA 遺伝子については、tRNAscan の tRNA コールを保持した。tRNA が tRNAscan で未判定の場合は常に Aragorn tRNA コールを保持した[36]。

この研究で使用したコードはすべて専用の GitHub リポジトリ (https://github.com/ErillLab/SPA) にある。

結果
DNA配列決定によるストレプトマイセス・サテライト・ヘルパー・システムの同定
StreptomycesファージMindFlayer/MiniFlayerとMulchMansion/MulchRoomは、それぞれS. mirabilisとS. lividansを分離宿主として、メリーランド州プールスビルとミズーリ州セントルイス（米国）で採取した土壌サンプルから分離した。分離宿主上で30℃、48時間後、MindFlayer/MiniFlayerは直径1〜5 mmの透明なプラークを形成した（補足図1A）。小さなプラークは均一な円形であったが、大きなプラークは不規則な形状を示した。MulchMansion/MulchRoomは小さく（ø0.1 mm）、時に白濁したプラークを形成した（補足図1B）。DNA精製後、Illumina MiSeqシーケンスプラットフォームを用いてシーケンスを行った。MindFlayer/MiniFlayerのリードアセンブリの結果、StreptomycesファージMindFlayer（130,258 bp）とMiniFlayer（17,449 bp）に対応する2つのコンティグが明確に定義され、297,433リードの73％が小さい方のコンティグにマッピングされた。MulchMansion/MulchRoomのリードアセンブリでも、StreptomycesファージMulchMansion（134,105 bp）とMulchRoom（14,787 bp）に対応する2つの明確なコンティグが得られ、リードの78％が小さい方のコンティグにマップされた。いずれの場合も、アセンブルされた染色体は、直接末端反復（DTR）を持つ直鎖状であった（表1）。MindFlayer/MiniFlayerシステムでプラーク精製を試みたが、PCRで確認されたのは大きい方のファージ（MindFlayer）のみであった。シーケンスリードの非対称性は既知のサテライトヘルパー系[7]と一致し、小さいファージを精製できなかったことから、これら2つのファージ群を暫定的にサテライトヘルパー系と考え、以下Mulch（MulchMansion/MulchRoom）系とFlayer（MindFlayer/MiniFlayer）系と呼ぶ。

表1 MulchおよびFlayerサテライトヘルパー系の染色体の主な特徴。
原寸大表
MulchシステムとFlayerシステムは、類似したヘルパーと高度に分岐したサテライトから構成されている。
MulchおよびFlayerゲノムのアノテーションにより、2つのヘルパーファージ、MindFlayer (MW291014.1)およびMulchMansion (MT897905.1)は、〜230のタンパク質コード遺伝子、40以上のtRNA遺伝子、および1つのtmRNA遺伝子をコードしていることが明らかになった。遺伝子内容の類似性に基づいて、Actinobacteriophageデータベース[25]はこれらのファージをBEクラスターに分類した。このクラスターに属するファージはサイホウイルスの形態を示し、ビリオンの構造とアセンブリー、DNA/RNA代謝、DNA複製、溶解、DNAパッケージングの遺伝子を含むことが知られている。複数の独立した溶菌スポットテストと、溶菌関連遺伝子がないことから、BEファージは強毒性であると推定される[37]。これと一致して、MindFlayerやMulchMansionには既知のインテグラーゼや免疫抑制因子と相同性を示す遺伝子はなく、MindFlayerで実施された溶菌スポットテストは陰性であった。他のBEファージと同様に、MindFlayerとMulchMansionは大きな（11-12 Kbp）直接末端反復（DTR）を持つ直線染色体を持つ。両者の平均遺伝子含量類似度は63.41%で、DTRを除いて染色体上に均等に分布している（図1A）。

図1：分離ファージの比較ゲノムマップ。
図1
A）ヘルパーファージMindFlayerとMulchMansion、（B）サテライトファージMiniFlayerとMulchRoomのゲノム構成。コード配列は予測される機能カテゴリーに従って色分けされている。tBLASTxでヒットした配列の同一性パーセントはグレースケールで表示されている。

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2つのサテライトファージゲノム（MiniFlayer (OQ357865)とMulchRoom (OQ784832)）も直線状で、DTRは〜1 Kbpである。これらのゲノムはそれぞれ26個と20個のタンパク質コード遺伝子をコードし、tRNA遺伝子はコードしていない（表1）。ヘルパーゲノムとは対照的に、2つのサテライトゲノムは弱いアミノ酸配列類似性を示す（図1B）。主な配列類似領域は、両染色体の近位端にある構造モジュールに相当し、そこには小および大ターミナーゼサブユニット、ポータルおよび主要カプシドタンパク質、さらにスキャフォールディングタンパク質とヘッド-トゥ-テールアダプターが含まれる。その他、染色体遠位端にはHNHエンドヌクレアーゼと予測される膜タンパク質が存在する。MulchRoomゲノムには、チロシンインテグラーゼと、GntRファミリー制御因子のHTHドメインと一致する予想されるヘリックス・ターン・ヘリックス（HTH）ドメイン含有タンパク質からなるリソジェニーモジュールも含まれており、ヒスチジンキナーゼとLsr2様DNA橋渡しタンパク質をコードする遺伝子とともに染色体の中央領域に位置している。MiniFlayerゲノムの中央領域には溶菌モジュールは存在せず、代わりにテールファイバータンパク質と、MulchRoomには存在しない、吸着モジュールを構成する可能性のある3つの仮説的タンパク質が存在する。MulchRoomゲノムには、MiniFlayerには存在しないGIY-YIGエンドヌクレアーゼも含まれている。既知のファージサテライトとは対照的に、両ゲノムとも既知のプライマーゼと相同性を示す遺伝子を持たない。

マルチ系とフレイヤー系は著しく異なるビリオン構造を示す
MulchRoomの透過型電子顕微鏡（TEM）では、ヘルパー・キャプシド（81.9 ± 0.5 nm、n = 2）の約半分の大きさの小さなキャプシド（43.7 ± 3.0 nm、n = 5）が観察された。Mulchroomはまた、最近報告されたカプシド形成PICI [13]と同様に、長いサイホウイルス様の尾部（330.8 ± 3.8 nm、n = 3; Fig.］ MiniFlayerもまた、サイホウイルスのヘルパー（81.4±2.8、n=13、図2B；追加のTEM画像については文献[38]を参照）に比べて比較的小さなカプシド（42.5±3.1 nm、n=13）を示したが、MiniFlayerのビリオンはポドウイルスの形態を思わせる短い尾部繊維を示した（図2C）。MiniFlayerの特異な形態をさらに特徴づけるために、MindFlayer/MiniFlayer混合溶解液の広範なTEM特性解析を行った。その結果、この2つのファージは一貫して物理的に結合していることがわかった。特に、MiniFlayerのテールファイバーがMindFlayerのネックタンパク質に特異的に吸着することが観察された（図2D）。高い割合（79%, n = 49/62）で、MiniFlayerのキャプシドはMindFlayerのキャプシドに隣接しており（図2D, F）、キャプシド同士の吸着と一致した。MindFlayerビリオンの56%（n = 26/50）にMiniFlayerが付着していた。

図2: 単離したファージの代表的なTEM画像。
図2
(A)MulchRoom；(B)MindFlayer；(C)MiniFlayer；(D)MindFlayerネックに吸着したMiniFlayer；(E)MiniFlayerネックタンパク質に残存するMiniFlayerテールファイバー；(F)S. scabieiに吸着したMindFlayer/MiniFlayerの代表的なTEM像。矢印は付着点を示す。

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また、溶解液の調製よりも破壊的な工程が少なく、より無傷で宿主に吸着しているビリオンが得られることが多いため、摘出プラークサンプルも分析した。採取したプラークサンプルからは、MiniFlayerが付着したMindFlayersビリオンが有意に多く観察された（80％、n = 40/50）。さらに、単離されたヘルパービリオンの中には、キャプシドが切断された尾部繊維（図2E）が残っているなど、MiniFlayerが付着していた形跡が観察されたため、このMiniFlayerの高い付着率は過小評価である可能性が高い。また、ヘルパー・ヴィリオンがサテライト・ヴィリオンを付着させたまま宿主細菌に吸着している例もいくつか観察されたが（図2F）、MiniFlayerが宿主表面に直接付着している例は見られなかった。78%のリードがMiniFlayerにマップされたDNA配列決定データと一致し、粗ライセート（n=107）では、調査したビリオンの86%がMiniFlayerであった。

MulchとFlayerのサテライトは、ヘルパーや既知のヘルパー-サテライト系とは直接の関係はない。
MulchとFlayerシステムの特徴をさらに明らかにするために、ヘルパーファージとサテライトファージのゲノムの全ゲノム系統解析を行った。この解析には、サテライトがコードするタンパク質のいずれかと有意な類似性を持つタンパク質コード遺伝子を持つファージのゲノムと、これまでに特徴づけられたサテライトとそのヘルパーの代表的なゲノムが含まれた。その結果（図3）、ヘルパーゲノムは、よく確立されたActinobacteriophageデータベースBEクラスターの異なるサブクラスター（BE1, MulchMansion; BE2, MindFlayer）にマップされ、姉妹クラスターBKのファージ（Streptomyces phage Moabなど）と一緒に枝分かれしていることがわかった。一方、MulchRoomおよびMiniFlayerのサテライトゲノムは、Microbacterium phage OscarSoおよび放線菌ファージデータベースクラスターBRの代表的な2つのメンバー（Streptomyces phage ZukoおよびStreptomyces phage KimJongPhill）と祖先分岐を共有している。MulchRoomとMiniFlayerのOscarSo、Zuko、KimJongPhillとのクラスタリングは、主にラージターミナーゼサブユニット、ポータルタンパク質、主要キャプシドタンパク質の配列の類似性によって駆動されている（補足表S2、S3、補足図2）。サテライトゲノムのこの保存領域のタンパク質は、放線菌属（Streptomyces、Pseudonocardia、Rhodococcus）に属するいくつかの細菌ゲノムとも一致する。最も広範囲にヒットしたのはRhodococcus qingshengii JCM 15477 (CP096563.1)で、MulchRoomチロシンインテグラーゼとも一致した。このことは、これらのサテライトに関連するファージが細菌染色体に統合する能力を持っていることを示唆しているが、相同領域はどの細菌ゲノムにもそれ以上広がっていない（補足表S8, S9）。以前に記述されたPICIとの配列類似性は、MulchRoomとMiniFlayerポータルタンパク質でのみ、予測された放線菌PICI群の対応するタンパク質配列と検出された。しかしながら、MulchRoomとMiniFlayerの祖先が前述のMicrobacteriumとStreptomycesファージと枝分かれしていることから、これらのサテライトゲノムはこれらの放線菌PICIとは直接関係がなく、実験的に報告されたサテライトヘルパー系とは有意な配列類似性はないことが明らかになった。

図3：ヘルパーファージとサテライトファージの系統解析。
図3
VICTORを用いて再構築した、選択したファージゲノム（表S1）の全プロテオーム系統樹。本研究で記述されたファージは黄色でハイライトされ、予測されたPICIは紫色でハイライトされ、代表的なヘルパー-サテライト系はシアン色でハイライトされている。円グラフの内側のリングは、BACPHLIPによって予測された温和性の確率（緑）を報告している。円グラフの外側のリングはゲノムの%GCを示す（青色）。ブートストラップ支持値は、各分岐の中点に異なる大きさの円で表される。サテライトファージは黒い星で示されている。

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MulchとFlayerのサテライトのコドン使用は、ヘルパーにコードされたtRNAに調整されている。
Mulch系とFlayer系のヘルパーゲノムはいずれも低いGC含量を示し（MindFlayer：49.5%、MulchMansion：49.4%、表1）、宿主のGC含量（それぞれ71.3%と71.9%）とは著しく異なる。この異常な構成は、2つのサテライトゲノム（MiniFlayer：46.7％；MulchRoom：51.0％；表1）にも共通する。どちらのヘルパーもかなりの数のtRNA遺伝子をコードしている（MindFlayer：42；MulchMansion：41；表1）。これはBEクラスターの既知のメンバー全てに共通する特徴であり、これらのファージが翻訳にtRNAレパートリーを使用している可能性がある。この可能性を探るため、我々はtRNA Adaptation Index (tAI)を用いて、ファージゲノムにおける翻訳最適化の一般的な代用である主要カプシドタンパク質(MCP)遺伝子のコドン使用量と、宿主とファージのtRNAレパートリーのアラインメントを解析した（表S11とS12）[39,40,41]。宿主とファージの両方のtRNAレパートリーを用いて、2つのヘルパーファージと他のすべてのBEクラスター・ゲノムについてこの解析を行った。その結果（図4）、BEファージのMCPにおけるコドンの用法は、ファージのtRNAレパートリー（オレンジ色の棒グラフ）と宿主のそれ（青色の棒グラフ；Wilcoxon符号順位検定 p = 2.6-10-8）と比べて、有意によく一致していることが示された。次に、サテライトファージMiniFlayerとMulchRoomのMCP遺伝子の翻訳最適化を解析した。これらのサテライトファージはtRNA遺伝子を持たないことから（表1）、翻訳をヘルパーのtRNAに依存している可能性が示唆された。その結果（図4）、これらのサテライトファージのコドン使用量は、宿主のtRNAレパートリー（青いバー）ではなく、ヘルパーファージのtRNAレパートリー（緑のバー）に一致していることがわかった。

図4：宿主とファージのtRNAレパートリーに対するコドン使用適応の解析。
図4
BEクラスター（表S10）のファージと本研究で記述したサテライトのtAI解析。各ファージについて、主要カプシドタンパク質遺伝子のtRNA適応指数（tAI）を宿主種のtRNAプール（青棒）を用いて評価した。得られたtAI値は、ファージが持つtRNAプール（オレンジのバー）、またはサテライトファージの場合はヘルパーファージのtRNAプール（緑のバー）を使って得られた値と比較される。本研究で説明したヘルパーファージとサテライトファージに対応するラベルを赤で示す。

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考察
放線菌感染ファージにおける新しいサテライト-ヘルパーシステム
ファージ・サテライトは1980年代に特徴づけられたが、微生物学との一般的な関連性が明らかになったのは、ブドウ球菌の病原性島が発見されてからである。SaPIの徹底的な特性解析により、これらのMGEが宿主を形質転換する能力と、サテライトがヘルパーファージを操作するために進化してきた収束的な進化メカニズムが明らかになった[3, 42]。ビブリオPLEに関するその後の研究によって、サテライトとヘルパーとの進化的な軍拡競争と、このプロセスが宿主細菌に与える影響が明らかにされた[43]。最近、バイオインフォマティクス解析により、既知のファージサテライトのホモログがシュードモナドータ（Pseudomonadota）およびバチロータ（Bacillota）門全体に広く存在し、放線菌門のような他の主要な細菌群にも存在することが示された [8]。この研究は、これらのMGEの多様性を証明し、PICIにコードされたキャプシド遺伝子を用いてキャプシドを生成する新しいタイプのPICIの記述につながった[13]。これと並行して、海洋性ファージのキャプシドの塩基配列解析から、ビリオン・カプシド統合移動要素（VEIME）と呼ばれる、ファージ・サテライトの全く新しいファミリーが記述された[44]。これらの最近の進展は、ファージサテライトの多様性がまだほとんど解明されていないことを示している。

ここでは、ストレプトマイセス（Streptomyces）種に感染するファージサテライトの新しいファミリーについて述べる。サテライトファージであるMulchRoomとMiniFlayerは、シークエンシング解析によって独立に同定された。いずれの場合も、サテライトゲノムにマップされるシーケンシングリードの頻度は、共結合ヘルパーにマップされるリードの頻度よりも著しく高かった。このようなシーケンシングリードの非対称性は、以前にもサテライト-ヘルパー系で報告されており[7]、ヘルパーの増殖に対するサテライトの干渉が予想される結果である[3]。シーケンシングの結果と一致して、MindFlayerヘルパーファージはプラーク精製によって効果的に単離することができたが、MiniFlayerサテライトはできなかった。これらのサテライトのゲノムは、既知のファージサテライトとは配列に大きな類似性は見られなかったが（図3）、キャプシド形成PICIで報告されているもの（図1）と類似した、パッケージング遺伝子とキャプシド形成遺伝子を含む保存された遺伝子構成を持つ領域を示した[13]。これらの知見から、MulchRoomとMiniFlayerは、サテライトにコードされたキャプシドを用いてカプセル化され、病原性のヘルパーファージと関連している可能性が高い、ファージサテライトの新しいファミリーであることが判明した。MulchRoomとMiniFlayerにはカプシド遺伝子が存在するが、明らかなレプリカーゼが存在しないことから、これらのサテライトはサテライトウイルスと定義した方がよいかもしれない。最近報告されたカプシドを形成するPICIと合わせると、これらの知見は、サテライトファージがヘルパーとの連続的な結合スペクトルを定義し、構造的およびDNA複製構成要素への依存を含みうることを示している。これまで知られていたサテライトファージとの相同性がないことは、バイオインフォマティクスアプローチによるサテライトの多様性を研究する上での課題を浮き彫りにし、これらのMGEの偏在性が依然として過小評価されていることを示唆している。

サテライトファージのライフスタイルの変化に応じた形態学的適応
細菌染色体に統合する能力は、ファージサテライトの特徴であり、典型的にはチロシンインテグラーゼによって媒介される[8]。統合後、サテライトファージはヘルパーファージによる共感染を検出するまで宿主染色体中に存在し、サテライト複製、ヘルパー干渉、サテライトパッケージングを引き起こす[3]。しかし最近の調査によると、サテライトファージのごく一部は、既知のインテグラーゼをコードしていないことが示唆されている。細菌染色体の計算機解析でこのようなサテライトが見つかったことは、不活性化されたサテライトである可能性が高いが[8]、ビリオン・カプシドDNAの直接配列決定から組み立てられたインテグラーゼを欠くVEIMEがかなりの割合で同定されたことから、サテライトファージは染色体統合を必要とせずにヘルパーとの安定した結合を維持できる可能性が示唆された[44]。サテライトファージの統合を回避するメカニズムとして考えられるのは、プラスミドとして宿主に安定的に存在することである。腸内細菌ファージP4はプラスミドとして安定に存在することができ、プラスミドベースのサテライトがアーキアルヘルパーファージと結合していることが報告されている[5, 45]。

今回報告された2つのファージサテライトのうちの1つ（MiniFlayer）には、インテグラーゼのほか、溶原性遺伝子やプラスミド関連遺伝子が存在しないことから、ヘルパーファージとの安定した結合を維持する能力に関して興味深い疑問が投げかけられた。病原性サテライトは、原理的には、ヘルパー-リソジェニック細胞に共感染することによって、温和なヘルパーとの会合を維持することができるが、実験的証拠とゲノム的証拠の両方から、今回同定された2つのヘルパーは病原性ファージであることが示唆された。FlayerシステムのTEMデータを定量的に解析したところ、MiniFlayerは一貫してヘルパー（MindFlayer）と結合しており、MindFlayerの80％がピックしたプラークサンプルにMiniFlayerのビリオンを付着させていた。この結合は、短いMiniFlayerの尾部繊維がMindFlayerの頸部に特異的に吸着することによって駆動され、MiniFlayerのキャプシドがMindFlayerのキャプシドに二次的に吸着することによって安定化されるようである。同定されたテールファイバータンパク質を超えて、これらの相互作用は、推定吸着モジュールの隣接する仮説的タンパク質によって促進される可能性がある（図1）。対照的に、MulchRoomサテライトのTEMデータは、P2[46]やキャプシド形成PICI[13]について記載されているように、小さなキャプシドとヘルパー（MulchMansion）と長さが一致する尾部からなるビリオンを示している。さらに、MulchMansionゲノムには、既知の尾部構成要素と相同性を持つ遺伝子が検出されなかったことから、その尾部はヘルパーウイルスによってコードされていることが示唆された。このことから、MiniFlayerは、共感染と継続的な増殖を保証する手段として、ヘルパーウイルスと同時に宿主細胞内に侵入できるような形態変化を進化させたことが示唆されるが、サテライトが細胞内に侵入する正確なメカニズムはまだ解明されていない。染色体統合やプラスミド段階への移行能力がない場合、宿主細胞への同時侵入は、サテライトファージが病原性ヘルパーとの安定した結合を維持するための唯一妥当なメカニズムである。宿主への共進入は、巨大DNAウイルスに寄生するウイロファージの感染サイクルに関与していると仮定されてきた。従って、今回の報告は、ヘルパーウイルスとの安定した結合を維持するために、強毒と思われるサテライトが形態学的に適応したという初めての報告である。

ヘルパーファージに対するサテライトのゲノム適応
多くのファージゲノムには複数のtRNA遺伝子が含まれており、しばしばクラスターとして存在する[41]。計算および実験的解析により、後期ファージ遺伝子はファージがコードするtRNAのコドンを使用する傾向があることが明らかになっており、これはファージが構造遺伝子の翻訳スループットを最大化するためにtRNA遺伝子を利用していることを示している[48, 49]。tRNA遺伝子の存在と翻訳への影響は、病原性ファージにおいてより顕著であり、宿主の感染範囲の拡大にも寄与している可能性がある[48, 50]。ヘルパーファージであるMindFlayerとMulchMansionは、tRNA遺伝子のレパートリーを多く持つが、分離宿主と比較して%GC含量が著しく低いという観察結果から、これらのファージの構造遺伝子が、ファージがコードするtRNAが認識するコドンを優先的に使用するかどうかを解析することになった。

その結果、両ヘルパーファージおよびActinobacteriophageデータベースBEクラスターの関連ファージの構造遺伝子は、ファージにコードされたtRNAの利用と一致するコドンの偏りを示した（図4；オレンジ色のバー）。興味深いことに、サテライトファージであるMiniFlayerとMulchRoomのゲノムも異常に低いGC含量を示し、宿主のGC含量ではなくヘルパーのGC含量と一致している。我々の解析によると、両サテライトの構造遺伝子のコドン使用率は、宿主のtRNAプールではなく、ヘルパーのtRNAレパートリーと一致している（図4；緑の棒グラフ）。サテライトファージとヘルパーファージの構造遺伝子の間に相同性がないこと、そして両サテライトファージに最も近縁なファージが宿主と一致する%GCを持つこと（表1）から、これらのサテライトファージは共感染時の翻訳スループットを最適化する手段として、ヘルパーの%GCとコドン使用量に一致するように進化してきたことが示唆される。GCの改善とコドン使用量の最適化は、細菌では数百万年にわたるゆっくりとしたプロセスであることが知られているので、これは重要である[51]。系統学的解析（図3）と合わせると、このことは、これらのサテライトの祖先とBEクラスター・ヘルパーの祖先との間に、長年にわたる関連があることを示している。さらに、我々の結果は、両サテライトファージの構造遺伝子が翻訳に最適化されていることを示しており、関連性のないファージサテライトについて最近報告されたように、そのキャプシド遺伝子が活発に発現し、キャプシド形成に使われていることを示唆している[13]。サテライトファージとそのヘルパーとの間の共進化的な軍拡競争は、近年大きな注目を集めており、複数のファージ防御システムや干渉システムの同定につながっている[52]。我々の結果は、この共進化過程が、サテライトゲノムのコドン使用量の偏りのような他の側面も形成しうることを示している。

データの利用可能性
本研究で使用したデータは公開されており、すべてのデータのアクセッション番号は本文および補足資料に記載されている。

参考文献
Walker PJ, Siddell SG, Lefkowitz EJ, Mushegian AR, Adriaenssens EM, Alfenas-Zerbini P, et al. Virus Taxonomy and the International Code of Virus Classification and Nomenclature Ratified by the International Committee on Taxonomy of Viruses (2021). Arch Virol. 2021;166:2633-48.

論文

CAS

パブコメ

グーグル奨学生

Koonin EV, Dolja VV, Krupovic M, Kuhn JH. 複製空間内のウイルス球の位置によって定義されるウイルス。Microbiol Mol Biol Rev MMBR. 2021;85:e0019320.

論文

PubMed

グーグル奨学生

クリスティGE、ドクランドT. Virology. 2012;434:210-21.

論文

パブコメ

Google Scholar

サテライトファージP4のプラスミドとしての伝播。Proc Natl Acad Sci USA. 1982;79:515-9.

論文

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

サテライトファージP4によるゲノム増殖とヘルパー利用のメカニズム。Microbiol Rev. 1993;57:683-702.

論文

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

フィロル-サロムA, マルティネス-ルビオR, アブドゥルラフマンRF, チェンJ, デイビスR, ペナデスJR. Phage-inducible chromosomal islands are ubiquitous within the bacterial universe. ISME J. 2018;12:2114-28.

論文

CAS

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

バースZK, シルバスTV, アンガーマイヤーA, シードKD. バクテリオファージとそのサテライトのゲノム複製ダイナミクスから、寄生とウイルス制限の戦略が明らかになった。Nucleic Acids Res.

CAS

PubMed

グーグル奨学生

デ・ソウザJAM、フィロル-サロムA、ペナデスJR、ローシャEPC。バクテリオファージサテライトの同定と特性解析。Nucleic Acids Res.

オハラBJ、バースZK、マッキテリックAC、シードKD。ビブリオコレラのモビロームには、高度に特異的なファージ防御システムが保存されている。PLoS Genet. 2017;13:e1006838.

論文

PubMed

パブメドセントラル

グーグル奨学生

クローニングされた遺伝子産物のin vivo活性による正20面体ビリオン・カプシドサイズの制御。Proc Natl Acad Sci USA. 1990;87:2428-32.

論文

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

ホーキンスNC, キジアJL, ペナデスJR, ドクランドT. シェイプシフター：ブドウ球菌病原性アイランドによるプロレートファージのキャプシド組み立てのリダイレクト。Nat Commun. 2021;12:6408.

論文

PubMed

パブメドセントラル

グーグル奨学生

Fillol-Salom A, Bacarizo J, Alqasmi M, Ciges-Tomas JR, Martínez-Rubio R, Roszak AW, et al. ハイジャック犯を乗っ取る：大腸菌の病原性アイランドは、ヘルパーファージのパッケージングを自らの利益のためにリダイレクトする。Mol Cell. 2019;75:1020-.e4.

論文

CAS

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

ファージ誘導性染色体島の広範なファミリーは、バクテリオファージの尾部のみを盗んで自然界に拡散する。Cell Host Microbe. 2023;31:69-82.e5.

論文

パブコメ

グーグル奨学生

Sarkis GJ, Hatfull GF. マイコバクテリオファージ。Methods Mol Biol Clifton NJ. 1998;101:145-73.

CAS

Google Scholar

Caruso SM, deCarvalho TN, Huynh A, Morcos G, Kuo N, Parsa S, et al.放線菌テクチウイルス科の新属。Viruses. 2019;11:1134-52.

Gordon D, Abajian C, Green P. Consed: a graphical tool for sequence finishing. Genome Res. 1998;8:195-202.

論文

PubMed

Google Scholar

次世代シーケンシングデータのアセンブリアルゴリズム。Genomics. 2010;95:315-27.

論文

パブコメ

Google Scholar

DNAマスターを用いたバクテリオファージゲノム配列のアノテーション：概要。Methods Mol Biol Clifton NJ. 2018;1681:217-29.

論文

Google Scholar

Delcher AL, Bratke KA, Powers EC, Salzberg SL. Glimmer を用いた細菌遺伝子と内部共生 DNA の同定。Bioinforma Oxf Engl. 2007;23:673-9.

論文

CAS

Google Scholar

Besemer J, Lomsadze A, Borodovsky M. GeneMarkS：微生物ゲノムにおける遺伝子開始位置予測のための自己学習法。制御領域における配列モチーフの発見への示唆。Nucleic Acids Res.

論文

パブコメ

パブメド中央

Google Scholar

ARAGORN, 塩基配列中のtRNA遺伝子とtmRNA遺伝子を検出するプログラム。Nucleic Acids Res.

論文

パブコメ

パブメドセントラル

グーグル奨学生

タンパク質データベース検索プログラムの新世代。Nucleic Acids Res. 1997;25:3389-402.

論文

パブコメ

パブメドセントラル

Google Scholar

Zimmermann L, Stephens A, Nam S-Z, Rau D, Kübler J, Lozajic M, et al. 新しいHHpredサーバーを中核とした、完全に再実装されたMPIバイオインフォマティクスツールキット。J Mol Biol.

論文

CAS

PubMed

Google Scholar

Schindelin J, Arganda-Carreras I, Frise E, Kaynig V, Longair M, Pietzsch T, et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 2012;9:676-82.

論文

パブコメ

Google Scholar

ラッセルDA, ハットフルGF. PhagesDB：放線菌ファージデータベース。Bioinforma Oxf Engl. 2017;33:784-6.

論文

CAS

グーグル・スカラー

Sullivan MJ, Petty NK, Beatson SA. Easyfig: ゲノム比較ビジュアライザー。Bioinforma Oxf Engl. 2011;27:1009-10.

論文

CAS

Google Scholar

アルファプロテオバクテリア・ファージの遺伝子発現を制御する転写制御因子CtrA：溶菌遅延経路の証拠。Front Microbiol. 2022;13:918015.

論文

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

Meier-Kolthoff JP, Göker M. VICTOR: Genome-based phylogeny and classification of prokaryotic viruses. Bioinforma Oxf Engl. 2017;33:3396-404.

論文

CAS

グーグル・スカラー

Meier-Kolthoff JP, Auch AF, Klenk H-P, Göker M. Genome sequence-based species delimitation with confidence intervals and improved distance functions. BMC Bioinforma. 2013;14:60.

論文

Google Scholar

FastME 2.0: a comprehensive, accurate, fast distance-based phylogeny inference program. Mol Biol Evol.

論文

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

Letunic I, Bork P. Interactive Tree Of Life (iTOL) v4: 最近のアップデートと新しい開発。Nucleic Acids Res.

論文

CAS

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

Hockenberry AJ, Wilke CO. BACPHLIP：保存されたタンパク質ドメインからバクテリオファージのライフスタイルを予測する。PeerJ. 2021;9:e11396.

論文

パブメドセントラル

Google Scholar

バイオインフォマティクスのためのPythonツール。Bioinforma Oxf Engl. 2009;25:1422-3.

論文

CAS

Google Scholar

コドン使用嗜好の謎を解く：翻訳選択のテスト。Nucleic Acids Res.

論文

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

tRNAscan-SE: ゲノム配列中のtRNA遺伝子を検索する。Methods Mol Biol Clifton NJ. 2019;1962:1-14.

論文

CAS

グーグル・スカラー

Pope WH、Jacobs-Sera D、Russell DA、Cresawn SG、Hatfull GF。SEA-PHAGES ファージ探索ガイド。Chevy Chase, MD: Howard Hughes Medical Institute; 2017.

Hughes LE, Shaffer CD, Ware VC, Aguayo I, Aziz RM, Bhuiyan S, et al. 菌種に感染するクラスタBE1ファージの8つのゲノム配列。Genome Announc. 2018;6:e01146-17.

論文

PubMed

パブメドセントラル

グーグル奨学生

deCarvalho T, Mascolo E, Caruso S, López-Pérez J, Weston-Hafer K, Shaffer C, et al. TEM dataset for 'Simultaneous entry as an adaptation to virulence in a novel satellite-helper system infecting Streptomyces species'. https://doi.org/10.5281/zenodo.8377643. 2023年9月27日アクセス。

翻訳に偏りのある宿主におけるファージの進化を説明する主要な要因は、コドンの偏りである。J Mol Evol.

論文

パブコメ

Google Scholar

デレサールVA、タンケNT、ヴィルAC、クルコニスGP. マイコバクテリオファージゲノムにおけるtRNA遺伝子の存在に関する仮説の検証。Bacteriophage. 2016;6:e1219441.

論文

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

Morgado S, Vicente AC. ウイルスゲノムにおけるtRNA遺伝子のグローバルインシリコシナリオとその構成。Viruses. 2019;11:180.

論文

CAS

PubMed

パブメドセントラル

グーグル奨学生

Fillol-Salom A, Miguel-Romero L, Marina A, Chen J, Penadés JR. CRISPR-Casのセーフガードを超えて： PICIにコードされた自然免疫システムは、バクテリオファージの捕食から細菌を守る。Curr Opin Microbiol. 2020;56:52-8.

論文

CAS

パブコメ

Google Scholar

ウイルス侵入ウイルスの遺伝子発現を操作し、コレラ毒素の動員にも影響を与える。ウイルスサテライトのファミリーは、侵入ウイルス遺伝子の発現を操作し、コレラ毒素の動員にも影響を与える。2020;5:e00358-20.

論文

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

エプリーJM、ビラーSJ、ルオE、バーガーA、デロングEF. 海洋ウイルス粒子は、ファージ寄生性移動要素の広範なレパートリーを明らかにした。Proc Natl Acad Sci USA. 2022;119:e2212722119.

論文

PubMed

パブメドセントラル

グーグル奨学生

アーノルドHP, She Q, Phan H, Stedman K, Prangishvili D, Holz I, et al. 超好熱菌Sulfolobusの遺伝要素pSSVxはプラスミドとウイルスのハイブリッドである。Mol Microbiol. 1999;34:217-26.

論文

PubMed

Google Scholar

Inman RB, Schnös M, Simon LD, Six EW, Walker DH. P4バクテリオファージとP4 DNAのいくつかの形態学的特性。ウイルス学。1971;44:67-72.

論文

パブコメ

グーグル奨学生

Duponchel S, Fischer MG. ビバ・ラビダウイルス！巨大DNAウイルスに寄生するウイルスファージの5つの特徴。PLoS Pathog. 2019;15:e1007592.

論文

PubMed

パブメドセントラル

Google Scholar

Bailly-Bechet M, Vergassola M, Rocha E. ファージにおけるtRNAの興味深い存在の原因。ゲノム研究 2007;17:1486-95.

論文

PubMed

パブメッドセントラル

グーグル奨学生

ウイルスのtRNA獲得は、宿主の翻訳機構の分解によって促進される。Cell Syst. 2021;12:771-.e5.

論文

パブコメ

パブメドセントラル

グーグル奨学生

シアノファージtRNAは海洋性プロクロロコッカスおよびシネココッカス宿主の交差感染性に関与している可能性がある。ISME J. 2012;6:619-28.

論文

パブコメ

グーグル奨学生

Sánchez-Osuna M, Cortés P, Barbé J, Erill I. 臨床分離株におけるスルホンアミド耐性を決定するモバイル型ジヒドロ-プテロエート合成酵素遺伝子の起源。Front Microbiol. 2018;9:3332.

論文

PubMed

グーグル奨学生

Ibarra-Chávez R, Hansen MF, Pinilla-Redondo R, Seed KD, Trivedi U. Phage satellites and their emerging applications in biotechnology. FEMS Microbiol Rev. 2021;45:fuab031.

論文

日本学術振興会特別研究員

パブコメ

Google Scholar

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謝辞
Ralph Murphyの優れた技術的サポート、Jenell LewisとHira AhmedのMindFlayerの単離と特性解析の初期研究に感謝する。また、Graham F. Hatfull、Deborah Jacobs-Sera、Welkin H. Pope、Daniel R. Russell、Steven G. Cresawn、Howard Hughes Medical Institute SEA-PHAGESプログラムにも感謝する。ViPhy系統推論パイプラインは、UMBC High Performance Computing Facility (HPCF)のtakiクラスタを用いて実行された。この施設は、MRIプログラム(CNS-0821258, CNS-1228778, OAC-1726023, CNS-1920079)およびSCREMSプログラム(DMS-0821311)を通じて米国国立科学財団の支援を受けており、さらにメリーランド大学ボルチモア郡(UMBC)からの支援も受けている。

資金提供
Elia Mascoloは、Merck Data Science for Observational Research ProgramのResearch Assistant Fellowshipを受けた。本研究は、UMBC生物科学部、UMBC自然数理科学部、ワシントン大学セントルイス校生物学部、ハワード・ヒューズ医学研究所SEA-PHAGESプログラムの支援を受けた。

著者情報
著者メモ
これらの著者は同等に貢献した： Tagide deCarvalho, Elia Mascolo.

著者および所属
Keith R. Porter Imaging Facility、メリーランド大学ボルチモア郡自然数理科学部、ボルチモア、メリーランド州、米国

タギデ・カルバーリョ

メリーランド大学ボルチモア郡生物科学部（米国メリーランド州ボルチモア

エリア・マスコロ、スティーブン・M・カルーソ、イヴァン・エリル

スペイン・ベラテラ、バルセロナ自治大学、遺伝子・微生物学部

ジュリア・ロペス＝ペレス

米国ミズーリ州セントルイス、ワシントン大学生物学部

キャスリーン・ウェストン・ヘーファー＆クリストファー・シェーファー

スペイン、ベラテラ、バルセロナ自治大学情報通信工学部

イヴァン・エリル

貢献
TdC、SMC、CS、IE：概念化、EM、SMC、JL-P、CS、IE：データキュレーション、TdC、EM、SMC、IE：形式分析、TdC、SMC、CS、IE：資金獲得、TdC、EM、SMC、JL-P、KW-H、CS、IE：調査、TdC、EM、SMC、CS、IE：方法論、TdC、SMC、CS、IE：プロジェクト管理： TdC、SMC、CS、IE：方法論、TdC、SMC、CS、IE：査読・編集、TdC、SC、KW-H、CS：リソース、EM、JL-P、IE：ソフトウェア、SMC、CS、IE：監督、TdC、EM、IE：可視化、TdC、SMC、EM、CS、IE：執筆（初稿）。

筆者
Ivan Erillまで。

倫理申告
競合利益
著者らは競合する利益はないと宣言している。

追加情報
出版社注：シュプリンガー・ネイチャーは、出版された地図の管轄権の主張および所属機関に関して中立を保っています。

補足情報
補足資料のキャプション
補足図
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権利と許可
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この記事について
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この記事の引用
Streptomyces 属に感染する新規サテライトヘルパー系における病原性への適応としての同時侵入。isme j (2023). https://doi.org/10.1038/s41396-023-01548-0

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受理
2023年7月21日

改訂
2023年10月11日

受理
2023年10月16日

発行
2023年10月31日

DOI
https://doi.org/10.1038/s41396-023-01548-0

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