栄養もエネルギーも自分でつくらない微生物「スクナ古細菌」を発見

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2026-10-10 筑波大学

筑波大学、京都大学、東京大学、山形大学、海洋研究開発機構などの研究チームは、これまでに知られている古細菌の中で最小となるゲノムを持つ新系統「スクナ古細菌(Candidatus Sukunaarchaeum mirabile)」を発見した。研究では、海洋性微生物を対象とした単細胞ゲノム解析から、わずか約23.8万塩基対のゲノムを持つ未知の古細菌を特定した。この微生物は、栄養やエネルギーを生産するための遺伝子をほぼ失っている一方、遺伝情報の発現や複製に必要な主要遺伝子を保持している。ほかの生物に依存することで遺伝子を大幅に削減したと考えられるが、独立した細胞としてどのように生存するのか、宿主との関係などは今後の研究課題である。海洋の遺伝子配列データからは近縁とみられる配列も多数見つかり、この系統が広く存在する可能性が示された。本成果は、生物が生命活動を維持するために必要な遺伝情報の最小限の構成や、細胞の進化と共生の理解に重要な手がかりを与える。

栄養もエネルギーも自分でつくらない微生物「スクナ古細菌」を発見
本研究の概要図

<関連情報>

複製の中核的機能のみを残した超縮小ゲノムを持つ、見過ごされてきた古細菌系統 A hidden archaeal lineage with an ultra-reduced genome retaining only its replicative core

Ryo Harada ∙ Yuki Nishimura ∙ Mami Nomura ∙ … ∙ Thorsten Allers ∙ Yuji Inagaki ∙ Takuro Nakayama
Current Biology  Published:October 9, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.09.042

Highlights

  • Sukunaarchaeum has a 238-kb genome, the smallest reported for any archaeon
  • The genome retains a full informational core but almost no metabolic genes
  • It defines an overlooked archaeal clade with diverse relatives in the global ocean

Summary

Host-associated prokaryotes can undergo extreme genome reduction, but the most reduced genomes belong to mutualistic endosymbionts whose hosts compensate for lost functions, eroding the symbiont’s identity as an autonomous cell. Whether comparable reduction can occur while preserving the informational autonomy of a cell remains unclear. Here, we report the discovery of Candidatus Sukunaarchaeum mirabile, an archaeon with a genome of only 238 kbp (less than half the size of the smallest known archaeal genome) obtained by single-cell genomics from a dinoflagellate cell. Phylogenetic analyses reveal Sukunaarchaeum as an extremely divergent lineage that cannot be placed within any recognized archaeal phylum, although its precise branching position remains unresolved; environmental surveys indicate a diverse, geographically dispersed, and previously overlooked clade. Its genome lacks virtually all recognizable metabolic pathways yet retains the catalytic cores of the machinery for DNA replication, transcription, and translation, with losses largely confined to auxiliary and regulatory subunits. This profile contrasts with that of highly reduced mutualistic endosymbionts, in which informational genes are lost alongside metabolic ones, eroding autonomous cellular identity: Sukunaarchaeum encodes no recognizable metabolic pathway that could benefit a host, and instead dedicates ∼25% of its genome to large membrane proteins of unknown function, a feature paralleled by host-invasion proteins in parasitic archaea. These observations argue against a mutualistic mode of host dependence and reveal a second, distinct endpoint of cellular reduction: the informational core may represent the practical lower bound for a cell that retains the capacity to replicate and express its own genome.

細胞遺伝子工学
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