フォレスト・ローワー

2002年、サンディエゴ州立大学の研究員であったローワーは、世界初のショットガンメタゲノム解析を実施した（Breitbart et al. 2002）。環境中のDNAをランダムに配列決定するこの手法は、環境中および大型生物に関連するウイルスや微生物の研究を大きく変革した。

最初のショットガンメタゲノム（ビロームとも呼ばれる）は、海水1リットルあたり数千種のウイルスが存在することを示した（Breitbart et al. 2002; Angly et al. 2006）。Rohwerは、Anca Segall、Mya Brietbart、Rob Edwards、およびSDSUバイオマスグループと協力して、サンゴ、土壌、堆積物、および人間の最初のビローム研究を行った（Breitbart et al. 2003、2005、2008）。この研究に基づいて、彼はウイルス、特にバクテリオファージが地球上で最も多様な生物学的実体であると提唱した。

ウイルスゲノム研究により、ウイルスの多様性は極めて高く、ほとんど未知数であることが明らかになった。ロブ・エドワーズとローワーは、メタゲノムデータを既存の形態に基づく分類体系に結びつけるために、ゲノムに基づく分類体系が必要であると提唱した。その結果生まれたのが、物議を醸したファージプロテオームツリーであり、『Life in Our Phage World』（2015年）で紹介された。

スクリップス海洋研究所のナンシー・ノールトンと共同研究を行ったローワーは、造礁サンゴが数十万種もの固有の細菌種を宿していることを明らかにした（Rohwer et al. 2002）。彼らは、これらの細菌、ウイルス、その他の微生物がサンゴの健康にとって重要であり、ホロビオントと呼ばれる生態学的単位を形成していると提唱した。さらに、ホロビオントの構成員の変化が、変化する環境条件への適応の主要なメカニズムであると仮説を立てた。

2005年、ローワーはエンリック・サラとスチュアート・サンディンが率いるノーザン・ライン諸島探検隊に参加した。この調査航海の目的は、人間がサンゴ礁に及ぼす影響を明らかにすることであった。ローワーはこれらの島々で初めてショットガンメタゲノム解析を行い、人間の乱獲が微生物化を引き起こしたと提唱した。その後の研究により、微生物化は世界的な現象であり、サンゴ礁の衰退の主な原因であることが示された（McDole et al. 2012）。この研究成果は、ローワーの著書『微生物の海に生きるサンゴ礁』に掲載されている。

サンゴを研究していたクリステン・マーハーバーとローワーは、細菌に感染するウイルスであるバクテリオファージが、周囲の海水よりも4～5倍多く存在することに気づいた。この観察に基づき、ジェレミー・バーとローワー（Barr et al. 2013; 2015）は、バクテリオファージがカプシド上に現れる超可変タンパク質ドメインを介して粘液に結合することを示した。これにより、バクテリオファージは粘液中に効果的に濃縮され、そこで細菌を殺し、下にある動物組織を保護する。ローワーは、このバクテリオファージ粘液付着（BAM）免疫が、特異的免疫応答の最初の例であり起源であると提唱している。

微生物が生息するサンゴ礁では、細菌の個体数が比較的多く、バクテリオファージの個体数が少ない。この現象を説明するために、ローワーらは（Knowles et al. 2016）、宿主の個体数が多い場合、温帯生活環がバクテリオファージの主要な生活環であると提唱した。その結果生じる溶原細菌は、重複感染の排除によって他のバクテリオファージから、また病原性因子の発現によって原生生物から保護されると考えられる。