多形性（微生物学）

微生物学において、多形性（古代ギリシャ語の πλέω-、pléō、「より多くの」と-μορφή、morphḗ、「形」に由来）は、環境条件に応じて形態、生物学的機能、または生殖モードを変更する微生物の能力です。多形性は、デイノコッカス科の細菌の一部で観察されています。 ^[1]細菌学における多形性の現代的な定義は、以前考えられていたようにこれらの特性の遺伝的変化ではなく、個々の細胞の形態または機能的方法の変化に基づいています。^[1]

20 世紀の最初の数十年間、「多形性」という用語は、細菌が環境の刺激に応じて形態、生物学的システム、または生殖方法を劇的に変化させるという考えを指すために使用されていました。この主張は当時の微生物学者の間で議論を呼び、彼らを 2 つの学派に分裂させました。単一形論者はこの主張に反対し、多形論者のアントワーヌ・ベシャン、エルンスト・アルムクイスト、ギュンター・エンデルライン、アルバート・カルメット、^[2]ガストン・ネサン、ロイヤル・レイモンド・ライフ、リダ・マットマンなどは、この仮説を支持しました。英国の微生物学者ミルトン・ウェインライトの 1997 年の学術論文によると、細菌の多形性は、当時の現代の微生物学者の間で広く受け入れられていませんでした。^[3]

ルイ・パスツール、ルドルフ・ウィルヒョウ、フェルディナント・コーン、ロベルト・コッホらが支持した単形性理論は、現代医学の支配的なパラダイムとして登場しました。現在では、各細菌細胞は実質的に同じ大きさと形状の既存の細胞から派生したものであることがほぼ普遍的に認められています。しかし、最近^{[いつ? ]、}特定の細菌は形状を劇的に変化させることができることが示されました。

セルゲイ・ウィノグラツキーは多形性論争において中立的な立場をとった。彼は単形性学派の考えには賛成したが、著名な単形性学者であるコーンとコッホが抱いていた微生物学の基本的な信念の一部には反対した。^[4]ウィノグラツキーは「細菌学における多形性の教義」と題する文献レビューを発表し、多形性論争の解明を試み、それぞれの側の議論の根本的な誤りを指摘した。^{[5]ウィノグラツキーは、多形性学者のネーグリとゾップは細菌の形態学的クラスの存在を認識できず、コーンとコッホは独自の仮定の中で、}無菌培養では増殖できない形態的に変異した細菌種を無視していると主張した。^{[5]ウィノグラツキーは、多形性細菌を細菌が発達サイクル内の異なる段階を経て進化するものとして認識し、形態学的タイプ、すなわち}バイオタイプからの動的逸脱の概念に基づく形態学の理論の基礎構造を提供した。

多形性に関する議論はある程度は当初の形で残っているが、主に多形性の方法、進化の始まり、および実用的応用に関する議論に変化している。^{[6]多くの現代の科学者は、多形性を、}抗生物質の存在下で抗原マーカーを放出する細菌など、環境要因による圧力に対する細菌の反応、または細菌が連続的に複雑な形態に進化する現象と見なしている。^[6]スチュアート・グレースの「両形性パラダイム」の構成要素である「多形性進化」と呼ばれる仮説は、これら両方の理論を考慮に入れている。^[6]

近年、特定の細菌が劇的に形状を変える能力があることが示されたが、多形性は依然として議論の余地のある概念である。多形性のよく知られた例としては、ヘリコバクター・ピロリ菌があり、これはらせん状の形態（湾曲した桿体として分類される）と球状形態の両方で存在する。^{[7]レジオネラ} ・ニューモフィラ菌は、レジオネラ症の原因となる細胞内細菌寄生虫の一種であり、発達的に多様なネットワーク内で分化することが確認されている。^[8]コリネバクテリウム属^[9]とコッコバチルス属^[10]は多​​形性の属に指定されており、ジフテリア様桿菌は多形性の院内細菌に分類されている。^[11]さらに、非感染性疾患に関与する病原体に焦点を当てたある研究では、多形性細菌が健康な被験者の血液中に存在することがわかった。^[12]

一部の細菌の多形性に影響を与える要因の1つは、その栄養です。たとえば、細菌デイノコッカス・ラジオデュランスは、環境の栄養含有量の違いに関連して多形性を示すことが示されています。^[1]

特定のウイルスのウイルス粒子は、外見が変化するという意味で多形性を示すことがあります。しかし、これは真の多形性ではありません。個々のウイルス粒子の形が変化するわけではなく、異なる形のウイルス粒子が後を継いでいるのです。一例として、プラズマウイルス科の細菌ウイルスが挙げられます。^[13]塩古細菌ウイルスのグループも多形性を示すことが示されています。^[14]