多細胞化の過程

 多細胞化の過程に関する研究(Ros-Rocher et al., 2026)が公表されました。多細胞生物は多くの細胞から構成され、多細胞性は真核生物において独立して複数回進化した、と考えられています。多細胞性には、クローン性(姉妹細胞の分離を伴わない連続的な細胞分裂)と集合(別個の細胞が集合して多細胞体を形成する)という2通りの異なる機構があります。クローン型の多細胞性と集合型の多細胞性は従来、稀な例外を除いて相互排他的と考えられており、複数の進化的仮説が、多細胞性はなぜどちらか一方の極端な状態へと分岐するかについて、取り組んできました。動物とそれらの姉妹群である襟鞭毛虫はいずれも、現在のところ、クローン性のみで多細胞性を獲得することが知られています。

 本論文は、襟鞭毛虫(choanoflagellate)の一種であるチョアノエカ・フレクサ(Choanoeca flexa)が、複数の機構を介して運動性と収縮性を持つ細胞の単層(シート)を形成することを示します。チョアノエカ・フレクサのシートは、完全にクローン型、完全に集合型、あるいは両方の過程の組み合わせによって形成することができる。我々は、チョアノエカ・フレクサの生活史の特徴を、その自然環境であるカリブ海のキュラソー(Curaçao)島の一時的な海岸の水たまり(splash pool)で明らかにし、チョアノエカ・フレクサは水の蒸発–補充サイクルの過程で単細胞性と多細胞性の状態間を可逆的に移行する、と示します。

 異なる水たまりにはチョアノエカ・フレクサの遺伝的に異なる株が生息しており、それらの株間での集合は血縁認知によって抑制されていることが分かりました。本論文は、クローン型-集合型の多細胞性が、この変化しやすく、迅速に移り変わる環境において多細胞性を堅牢に確立するための汎用的戦略であることを示します。本論文の知見は、襟鞭毛虫を一般化する以前の見方に異議を唱えるとともに、コアノゾア類の多細胞性の選択肢の幅を広げます。以下は『ネイチャー』の日本語サイトからの引用(引用1および引用2)です。


進化:多細胞化への複数の道筋

 単細胞の小さな水生生物は、3つの異なる経路を通じて多細胞生物へと変化しうることを報告する論文が、Nature にオープンアクセスで掲載される。この発見は、多細胞生物の起源に関する新たな知見をもたらし、これまで認識されていなかった柔軟性を示唆している。

 多細胞生物は、多くの細胞から構成される。単純な生物では、類似した細胞で、より複雑な生物では、多様な細胞タイプで構成される。多細胞化は、独立して何度も進化しており、これまでに2つの異なる経路が知られている。第一の経路では、単細胞生物がクローン分裂により、遺伝的に同一の細胞からなる多細胞構造を形成する。第二の経路では、異なる単細胞生物が集まって遺伝的に多様な細胞からなる多細胞構造を形成する。これら二つの経路は、ほぼ常に互いに排他的であると考えられてきたが、Thibaut Brunetら(パスツール研究所〔フランス〕)はこの概念に異議を唱えている。

 著者らは、カリブ海のキュラソー島(Curaçao)沿岸に形成される一時的な水たまりで、単細胞形態と多細胞形態の両方で存在可能な小型水生生物である襟鞭毛虫(choanoflagellate)の一種、Choanoeca flexaを研究した。水たまりが蒸発と再充填を繰り返す過程で、C. flexaは単細胞形態と多細胞形態の間を行き来する。このサイクルにおいて、多細胞化はクローン分裂、集合体形成、あるいは両過程の組み合わせによって生じた。著者らは、この混合的な過程が、水たまりが蒸発と再充填を繰り返すことで塩分濃度が極端に変動する、刻々と変化する水たまり環境への適応である可能性を示唆している。

 著者らは、襟鞭毛虫が動物の近縁種であることから、C. flexaは多細胞性を研究する有望なモデルであると指摘している。本研究は、単純な多細胞化への道筋が従来考えられていたよりも柔軟であることを明らかにしたことで、この生物学的な遷移の起源に関するこれまでの見解に疑問を投げかける可能性があると、同時掲載されるNews & ViewsでJaruwatana Sodai LotharukpongとSusana Coelhoは述べている。


進化学:襟鞭毛虫における塩分で調整されるクローン型-集合型多細胞性

進化学:襟鞭毛虫の柔軟な多細胞化機構

 今回、襟鞭毛虫の一種Choanoeca flexaの多細胞形態が、クローン型の過程によって、または多様な自由生活性細胞の接着によって発達し得ることが報告されている。こうした集合機構は、海岸の水たまり(splash pool)の塩分変化への適応であると考えられる。異なる水たまりにはC. flexaの遺伝的に異なる株が生息しており、それらの株間の集合は、集合型多細胞性の特徴である血縁認知によって抑制されている。



参考文献:
Ros-Rocher N. et al.(2026): Clonal-aggregative multicellularity tuned by salinity in a choanoflagellate. Nature, 651, 8107, 974–985.
https://doi.org/10.1038/s41586-026-10137-y

この記事へのコメント