クシゼリーの魅惑的な動きの背後にある謎が解明される

筑波大学 2022年12月5日

隣接するコームプレートは半同期して波打ちます。 提供：筑波大学

クシクラゲの側面に沿って見える動く光の虹は、海の中で最も魅力的な光景の 1 つです。 今回、日本の科学者たちは、これらの光の動き、ひいてはこれらの紛れもない水中生物の動きを制御するタンパク質を発見した。

In a recent study published in Current BiologyCurrent Biology is a peer-reviewed scientific journal published biweekly by Cell Press. It is focused on all aspects of biology, from molecular biology and genetics to ecology and evolutionary biology. The journal covers a wide range of topics, including cellular biology, neuroscience, animal behavior, plant biology, and more. Current Biology is known for its high-impact research articles, as well as its insightful commentary, analysis, and reviews of the latest developments in the field. It is widely read by scientists and researchers in biology and related fields, and has a reputation for publishing groundbreaking research that advances our understanding of the natural world." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">現在の生物学では、筑波大学の科学者らがクシクラゲ中のタンパク質を特定しました。これは、これらの動物の名前の由来となったクシ状の体の構造であるクシ板の発達と運動に重要です。

有櫛動物としても知られるクシクラゲは、海の表面から深さまで見られます。 これらの飢えた海洋捕食者は、側面に沿って走る明るい虹色の波打つ 8 つの帯によって区別されます。 これらのバンドは、繊毛として知られる数万の小さな髪の毛のような構造を持つ櫛板の列で構成されています。 コームゼリーは、これらのコームプレートの鼓動によって水中を推進されます。 繊毛の同期した波のような動きが周囲の光を散乱させ、その結果虹色が生じます。

「繊毛はコンパートメントラメラ（CL）と呼ばれる構造で束ねられています」と著者の稲葉和夫教授は言う。 「これらのラメラは、繊毛の配向と同期運動に重要であると考えられています。以前の研究で、繊毛の配向に必要なCTENO64と呼ばれるタンパク質を発見しましたが、それはCLの一部にしか見つかりませんでした」 . 私たちはラメラの全体的な構造をまだ完全には理解していませんでした。」

コームプレートは、近位と遠位の 2 つの異なるコンパートメントに分かれています。 CTENO64 が近位コンパートメントに存在するという知識をもとに、CL の分子組成をより深く理解するために、研究者らはコームプレート全体に存在するタンパク質全体を調べました。 彼らは、豊富に存在し、櫛板細胞のみで遺伝子発現を示す細胞を特定した。 この検索により、CTENO64 とは異なる CL 領域に存在する CTENO189 と呼ばれる新たに検出されたタンパク質を含む 21 個のタンパク質が明らかになりました。

「この新しく発見されたタンパク質の遺伝子をノックアウトしたところ、コームプレートの遠位領域にはCLがまったく現れませんでした」と稲葉教授は説明する。 「構造を詳しく観察すると、櫛板は正常に形成されているが、繊毛は乱れており、通常の波状の運動パターンは消失していることがわかりました。」

これらの研究を総合すると、CL の 2 つの異なる領域がクシクラゲの動きの制御において異なる役割を果たしていることがわかります。 近位 CL は強力な建物の基礎を提供し、遠位 CL は繊毛間の弾性接続を保証します。 CL に含まれるこれらのタンパク質は一緒になって、クシクラゲを海洋環境中を推進する波紋運動を維持します。

参考文献：「クテノフォアコームプレートの2つの異なるコンパートメントは、巨大な多繊毛の運動性のための構造的および機能的完全性を提供します」、城倉圭、佐藤優、芝小菊、稲葉和夫著、2022年10月21日、Current Biology.DOI: 10.1016/j.cub .2022.09.061

この研究は、日本学術振興会と文部科学省からの資金提供を受けました。