連鎖球菌ウイルスに感染する新規の病原性バクテリオファージΦSG005が、連鎖球菌ウイルスの中で特徴的なクレードを形成していることを明らかにした

Novel Virulent Bacteriophage ΦSG005, Which Infects , Forms a Distinct Clade among Streptococcus Viruses.

抄録

バクテリオファージは細菌に特異的に感染するウイルスで、病原性ファージと温帯性ファージに分類される。病原性ファージはその殺菌効果から有望な抗菌剤であるにもかかわらず、ファージ療法の実施は標的細菌に対する病原性ファージの入手可能性に依存している。特に、口腔内に生息し、歯周炎や心内膜炎を引き起こす日和見病原体であるカビ菌の病原性ファージは、これまで発見されていなかった。そこで、我々は、.N'に対する病原性ファージの単離を試みた。ΦSG005は非収縮性の短い尾部と長い頭部から構成されており、電子顕微鏡解析によりその特徴が明らかになった。濁度減少アッセイにおいて、ΦSG005は効率的な殺菌効果を示した。 全ゲノム配列決定により、このウイルスのDNAゲノムは16,127bpで、21のコード配列を持つことが示された。また、ΦSG005ゲノムにはインテグラーゼのようなプロファージ関連要素は確認されず、このウイルスが病原性ファージであることが示された。系統解析の結果、ΦSG005は連鎖球菌ウイルスの中で別個のクレードを形成し、連鎖球菌ウイルスC1の隣に位置することが示された。分子生物学的解析の結果、ΦSG005ゲノム中に抗CRISPR（Acr）IIA5様タンパク質が存在することが明らかになった。これらの知見は、溶連菌ウイルスの理解を促進し、感染症に対するファージ療法の開発を前進させるものである。

Bacteriophages are viruses that specifically infect bacteria and are classified as either virulent phages or temperate phages. Despite virulent phages being promising antimicrobial agents due to their bactericidal effects, the implementation of phage therapy depends on the availability of virulent phages against target bacteria. Notably, virulent phages of , which resides in the oral cavity and is an opportunistic pathogen that can cause periodontitis and endocarditis have previously never been found. We thus attempted to isolate virulent phages against . In the present study, we report for the first time a virulent bacteriophage against , ΦSG005, discovered from drainage water. ΦSG005 is composed of a short, non-contractile tail and a long head, revealing characteristics via electron microscopic analysis. In turbidity reduction assays, ΦSG005 showed efficient bactericidal effects on Whole-genome sequencing showed that the virus has a DNA genome of 16,127 bp with 21 coding sequences. We identified no prophage-related elements such as integrase in the ΦSG005 genome, demonstrating that the virus is a virulent phage. Phylogenetic analysis indicated that ΦSG005 forms a distinct clade among the streptococcus viruses and is positioned next to streptococcus virus C1. Molecular characterization revealed the presence of an anti-CRISPR (Acr) IIA5-like protein in the ΦSG005 genome. These findings facilitate our understanding of streptococcus viruses and advance the development of phage therapy against infection.