バクテロイデス類

バクテロイデス類
バクテロイデス・ビアクティス
バクテロイデス・ビアクティス
科学的分類この分類を編集する
ドメイン： 細菌
王国： シュードモナダティ
門: バクテロイドタ Krieg et al. 2021年[ 1 ]
クラス[ 2 ]および国立生物工学情報センター（NCBI）。[ 3 ]
同義語
  • 「Bacteroidaeota」Oren et al. 2015年
  • 「バクテロイデス」Krieg et al. 2010 [ 4 ]
  • 「バクテロイデス門」ホイットマン他 2018
  • 「サプロスピラ」マーグリスとシュワルツ 1998
  • 「スフィンゴバクテリア」キャバリエ＝スミス 2002

バクテロイデス門（同義語：バクテロイデス）は、グラム陰性、非胞子形成、嫌気性または好気性、桿菌の3つの大きなクラスで構成され、土壌、堆積物、海水などの環境や、動物の腸内や皮膚に広く分布しています。

バクテロイデス属細菌の中には日和見病原体となるものもあるが、多くのバクテロイデス属細菌は消化管に高度に適応した共生種である。バクテロイデス属細菌は腸内に非常に多く存在し、腸管内容物1g当たり最大10 11 個に達する。バクテロイデス属細菌は、タンパク質や複雑な糖ポリマーの分解など、宿主にとって不可欠な代謝変換を行う。母乳中の難消化性オリゴ糖はバクテロイデス属細菌とビフィドバクテリウム属細菌の両方の増殖を促進するため、バクテロイデス属細菌は乳児の消化管に定着している。バクテロイデス属細菌は、特異的な相互作用を通じて宿主の免疫系によって選択的に認識される。 [ 5 ]

歴史

バクテロイデス・フラギリスは、1898年に虫垂炎などの臨床例に関連するヒト病原体として初めて分離されたバクテロイデス属の菌種である。 [ 5 ]現在までに、バクテロイディア綱の菌種が最もよく研​​究されており、バクテロイデス属（ヒトを含む温血動物の糞便中に豊富に存在する微生物）や、ヒトの口腔内に生息するポルフィロモナス属などが含まれる。バクテロイディア綱は以前はバクテロイデス門と呼ばれていたバーギーの『系統的細菌学マニュアル』第4巻で改名された。 [ 6 ]

長い間、グラム陰性消化管細菌の大部分はバクテロイデス属に属すると考えられてきたが、近年、バクテロイデス属の多くの種が再分類されている。現在の分類に基づくと、消化管のバクテロイデス門の種の大部分は、バクテロイデス科、プレボテラセ科、リケネラセ科、およびポルフィロモナダ科に属する。  [ 5 ] この門は、緑藻門、線維性細菌門、ゲムマティモナド門、カルディトリコタ門、および海洋グループAとともにFCB群または上門を形成することがある。 [ 7 ]キャバリエ・スミスが提唱する代替分類システムでは、この分類群はスフィンゴ細菌門の綱である。

医学的および生態学的役割

消化管微生物叢において、バクテロイデス属は非常に幅広い代謝能を有し、消化管微生物叢の中で最も安定した部分の1つと考えられている。バクテロイデス属の存在量の減少は、場合によっては肥満と関連している。この細菌群全体としては、過敏性腸症候群の患者の存在量の変化について矛盾する証拠があるが、そのバクテロイデス属に富んでいる可能性が高いが、[ 8 ] 1型および2型糖尿病の発症に関与している可能性がある。[ 5 ]バクテロイデス属は、プレボテラ属とは対照的に、遺伝子の豊富さが低い被験者のメタゲノムに豊富であることが最近発見され、肥満、インスリン抵抗性、脂質異常症、炎症性表現型に関連している。フラボバクテリア目とスフィンゴバクテリア目に属するバクテロイデス属は典型的な土壌細菌であり、ヒトの口腔内で検出されるカプノシトファガ属とスフィンゴバクテリウム属を除いて、消化管内で検出されることは稀である。[ 5 ]

バクテロイドータは腸内細菌叢に限らず、地球上の様々な生息地に生息している。[ 9 ]例えば、バクテロイドータは、「シュードモナドタ」、「バシロタ」、「放線菌類」とともに、根圏で最も豊富な細菌群の一つでもある。[ 10 ]これらは、耕作地、温室土壌、未開発地域など、様々な場所の土壌サンプルで検出されている。[ 9 ]バクテロイドータは淡水湖、河川、海洋にも生息する。海洋環境、特に外洋における細菌プランクトンの重要な構成要素として認識されるようになってきている。[ 9 ]好塩性バクテロイドータ属サリニバクターは、高塩湖の塩分飽和塩水などの高塩環境に生息する。サリニバクターは、同じ環境に生息するハロバクテリウムやハロクアドラタムといった好塩性古細菌  と多くの特性を共有しています。表現型的にはハロバクテリウムと非常に類似しているため、長い間未同定のままでした。[ 11 ]

代謝

消化管に生息するバクテロイデス属細菌は、主要最終産物としてコハク酸、酢酸、そして場合によってはプロピオン酸を生成する。アリスティペス属、バクテロイデス属、パラバクテロイデス属、プレボテラ属、パラプレボテラ属、アロプレボテラ属、バルネシエラ属、タンネレラ属に属する種は糖分解性であり、オドリバクター属とポルフィロモナス属に属する種は主に無糖分解性である。バクテロイデス属とプレボテラ属の一部は、デンプン、セルロース、キシラン、ペクチンなどの複雑な植物性多糖類を分解することができる。バクテロイデス属はまた、細胞に結合したプロテアーゼのタンパク質分解活性によって、タンパク質代謝において重要な役割を果たしている。一部のバクテロイデス属は尿素を窒素源として利用する能力を持っています。バクテロイデス属のその他の重要な機能としては、胆汁酸の脱抱合と粘液上での増殖があります。[ 5 ]バクテロイデス属（フレキシバクター、サイトファガ、スポロサイトファガおよびその近縁種）の多くのメンバーは、フレキシルビングループの色素の存在により、黄橙色からピンク赤色をしています。一部のバクテロイデス属株では、フレキシルビンがカロテノイド色素とともに存在することがあります。カロテノイド色素は通常、このグループの海洋性および好塩性メンバーに見られますが、フレキシルビン色素は臨床的、淡水または土壌に定着する代表者に多く見られます。[ 12 ]

ゲノミクス

比較ゲノム解析により、バクテロイデス門のほとんどの種に存在する 27 種類のタンパク質が特定されました。これらのうち、 1 種類のタンパク質は配列決定されたバクテロイデス門の全ての種に見られ、他の 2 種類のタンパク質はバクテロイデス属を除く全ての配列決定された種に見られます。この属でこれら 2 種類のタンパク質が存在しないのは、選択的遺伝子喪失によるものと考えられます。[ 7 ]さらに、 Cytophaga hutchinsoniiを除くすべてのバクテロイデス門の種に存在する 4 種類のタンパク質が特定されていますが、これも選択的遺伝子喪失によるものと考えられます。さらに 8 種類のタンパク質が特定されており、これらはSalinibacter ruberを除く配列決定されたすべてのバクテロイデスゲノムに存在します。これらのタンパク質が存在しないのは、選択的遺伝子喪失によるものかもしれませんし、 S. ruber が非常に深く枝分かれしているため、これらのタンパク質の遺伝子はS. ruberの分岐後に進化したのかもしれません。保存されたシグネチャーインデルも特定されています。 ClpBシャペロンにおけるこの3アミノ酸欠失は、S. ruberを除くバクテロイデス門の全種に存在します。この欠失は、Chlorobiota属1種とArchaeum属1種にも見られ、これは水平遺伝子伝播によるものと考えられます。これら27個のタンパク質と3アミノ酸欠失は、バクテロイデス門の分子マーカーとして機能しています。[ 7 ]

バクテロイデス門、緑藻類門、線維性細菌門の近縁性

バクテロイドータ門と緑藻類門の種は、系統樹で非常に密接に枝分かれしており、密接な関係があることを示している。比較ゲノム解析を用いることで、バクテロイドータ門と緑藻類門のほぼ全てのメンバーに共通する3つのタンパク質が特定された。[ 7 ]これら3つのタンパク質の共有は、それ以外のバクテロイドータ門や緑藻類門のタンパク質は、他の細菌群と共有されていないため重要である。また、門のメンバーに共通する保存されたシグネチャーインデルもいくつか特定されている。これらの分子シグネチャーの存在は、これらの門の密接な関係を裏付けている。[ 7 ] [ 13 ]さらに、線維性バクテロタ門は、これら2つの門に特に関連していることが示されている。これら3つの門からなるクレードは、様々なタンパク質に基づく系統解析によって強く支持されている[ 13 ]。また、これらの門は、いくつかの重要なタンパク質における保存されたシグネチャーインデルに基づいて、同じ位置で分岐している。[ 14 ]。最後に、そして最も重要なのは、2つの保存されたシグネチャーインデル（RpoCタンパク質とセリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼ）と1つのシグネチャータンパク質PG00081が、これら3つの門に属する種すべてに共通して特定されていることである。これらの結果はすべて、これら3つの門に属する種が、他のすべての細菌を除いて共通の祖先を共有していたことを示す説得力のある証拠であり、これらすべてを単一の「FCB」大門の一部として認識すべきであると提案されている。[ 7 ] [ 13 ]

系統発生

現在受け入れられている分類法は、命名法における原核生物名のリスト[ 2 ]に基づいています。

全ゲノムに基づく系統発生[ 15 ]16S rRNAベースのLTP _08_2023 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]GTDB 10-RS226に基づく120個のシングルコピーマーカータンパク質[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
バクテロイデスA
バクテロイデス類

参照

参考文献

  1. ^ Oren A, Garrity GM (2021). 「原核生物42門の名称の有効な公表」 . Int J Syst Evol Microbiol . 71 (10): 5056. doi : 10.1099/ijsem.0.005056 . PMID  34694987. S2CID  239887308 .
  2. ^ a b LPSNのバクテロイドタ；Freese, HM；Meier-Kolthoff, JP；Sardà Carbasse, J.；Afolayan, AO；Göker, M.（2025年10月29日）「2025年のTYGSとLPSN：DSMZデジタル多様性における原核生物のゲノムベース分類と命名法のためのグローバルコアバイオデータリソース」核酸研究. 53 : D1– D12. doi : 10.1093/nar/gkaf1110 .
  3. ^ Schoch CL; et al. 「Bacteroidota」国立生物工学情報センター（NCBI）分類データベース. 2025年6月5日閲覧。
  4. ^ Krieg NR, Ludwig W, Euzéby J, Whitman WB (2010). 「Phylum XIV. Bacteroidetes phyl. nov.」 Krieg NR, Staley JT, Brown DR, Hedlund BP, Paster BJ, Ward NL, Ludwig W, Whitman WB (編). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology . 第4巻 (第2版). ニューヨーク: Springer. p. 25.
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  6. ^ Krieg, NR; Ludwig, W.; Whitman, WB; Hedlund, BP; Paster, BJ; Staley, JT; Ward, N.; Brown, D.; Parte, A. (2010年11月24日) [1984(Williams & Wilkins)]. George M. Garrity (編).バクテロイデス門、スピロヘーテス門、テネリクテス門（モリクテス門）、アシドバクテリア門、フィブロバクテリア門、フソバクテリア門、ディクチオグロミ門、ゲマティモナデテス門、レンティスファエラ門、ヴェルコミクロビア門、クラミジア門、プランクトミセス門. バーギーの系統的細菌学マニュアル. 第4巻（第2版）. ニューヨーク：シュプリンガー. p. 908. ISBN 978-0-387-95042-6大英図書館番号GBA561951。
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