センジュナマコ類の体壁に生息する未知の共生細菌を発見――深海のナマコに共生するマイコプラズマの仲間の特異なゲノム――

棘皮動物の体壁には、表皮直下に生息する皮下細菌（SCB）が共生し、宿主の微生物群集の大部分を占める場合があるが、その多様性や代謝機能、宿主との相互作用は十分に解明されていない。本研究では、北西太平洋の深海に生息するセンジュナマコ属（Scotoplanes）の体壁から細菌を解析し、マイコプラズマ門（Mycoplasmatota）に属する新属・新種候補「Candidatus Abyssoplasma scotoplanesicola」を発見した。高品質な2種類のゲノムを取得し、そのうち一つは約649 kbの完全な環状ゲノムであった。対象としたナマコの体壁微生物群集の76.4～98.9％を本細菌が占め、蛍光in situハイブリダイゼーションによって表皮側に細菌の集合体を形成することが確認された。ゲノム解析では、解糖系を含む主要な代謝経路が欠失した高度に縮小したゲノム構造が明らかになり、宿主組織から栄養を得る依存的な生活様式が示唆された。一方、完全ゲノムの27.6％を5000アミノ酸を超えるものも含む巨大な酸性細胞表面タンパク質関連遺伝子群が占めていた。これらの遺伝子周辺にはゲノムの可塑性が認められ、宿主との接触面における細菌表面の多様化に関与する可能性が示された。本研究は、深海動物と共生細菌の関係、および宿主依存的な細菌の進化を理解する新たな知見を提供する。

Subcuticular bacteria (SCB) commonly inhabit the body walls of echinoderms and can dominate their associated microbial communities, yet their diversity, metabolic capabilities, and interactions with their hosts remain poorly understood. In this study, researchers investigated bacteria associated with the body walls of deep-sea sea cucumbers of the genus Scotoplanes collected from the Northwest Pacific and discovered a novel candidate genus and species within the phylum Mycoplasmatota, named “Candidatus Abyssoplasma scotoplanesicola.” Two high-quality genomes were recovered, including a complete circular genome of approximately 649 kb. The bacterium accounted for 76.4–98.9% of the body-wall microbiome in the examined specimens, and fluorescence in situ hybridization revealed bacterial aggregates on the epidermal side of the body wall. Genome analysis showed extensive metabolic reduction, including the loss of central pathways such as glycolysis, suggesting a host-dependent lifestyle. In contrast, genes encoding large acidic cell-surface-associated proteins, including proteins exceeding 5,000 amino acids, accounted for 27.6% of the complete genome. Localized genomic plasticity around these regions suggests a potential mechanism for diversifying bacterial surface properties at the host–symbiont interface. This study provides new insights into deep-sea animal–microbe symbiosis and the evolutionary adaptations underlying host-associated bacterial lifestyles.