ウイルス感染は、海洋における微生物間相互作用と生物地球化学的フラックスの主要因であるにもかかわらず、その定量は不十分である。海洋一次生産に重要な寄与をする珪藻において、ウイルスが宿主細胞の代謝をどの程度再プログラムし、元素循環をどのように変えるのかは、ほとんど未解明である。ここでは、生態学的に関連するナノプランクトン性珪藻Mediolabrus comicusにおける、溶菌性一本鎖RNAウイルス感染が炭素（C）および窒素（N）のフラックスに与える影響を調べた。制御された感染実験とフローサイトメトリー、電子顕微鏡、PAMフルオロメトリー、安定同位体プロービングを組み合わせて、感染に起因する変化を個体群から細胞レベルまでの解像度で明らかにした。感染は、膜結合型のウイルス複製コンパートメントの形成を含む、迅速な光学的変化と細胞再編を誘導した。これらの変化は、光化学系IIの機能障害と、それに伴う光合成による炭素固定の低下に示されるように、プラスチド機能の早期な障害と一致していた。一方で、窒素の取り込みは感染の後期段階で維持され、強く促進された。これはウイルス複製を支えるための資源獲得が持続していることを示す。こうした切り離しは細胞内の動的なストイキオメトリー変化をもたらし、さらに成長阻害によって個体群レベルでの炭素・窒素の同化が大幅に減少した。これらの結果は、珪藻RNAウイルス感染が宿主の炭素・窒素代謝を再編成し、それが元素循環へ連鎖的な影響を及ぼすことを示している。本研究は、珪藻RNAウイルスが海洋の生物地球化学的プロセスの重要な駆動因子であることを明らかにし、一次生産や海洋中の有機物の運命に関する示唆を与える。
https://doi.org/10.64898/2026.08.30.748135