理科

頭を再び成長させるヒドラの奇妙な能力は、この驚くべきメカニズムによって異なります。

そのように単純に見え、簡単に見落とされる生き物にヒドラは斬首された場合、頭を再び成長させるとんでもない能力を含む驚くべき能力を持っています。

これら 無脊椎動物淡水動物 また、不滅の存在の最も近い例の1つです。 捕食者の消化器内で完全に破壊されたり、火によって消費されない限り、ヒドラ茎 細胞は無限に複製することができます。

ヒドラは引き裂かれた後でもほとんど自分で復活することができます。 頭を構成する5つの細胞は無傷のままです。 彼らはお互いに流れ、結合し、残りの細胞の混乱を体内に再編成し始めます。

(Ulrich Technau, PNAS, 2000)

上:新しい頭部組織細胞(青色)で時間の経過とともに形を取り戻したピューレから作られたヒドラ細胞。

これらの驚くべき特性は、長い間科学者の関心を集めました。 しかし、彼らがどのように機能するかについてはまだ謎のままです。

クラゲ、サンゴ、イソギンチャクを含むジャポ動物の扉の一部である10〜20 mmのヒドラは、淡水の熱帯および温帯環境に生息しています。

彼らの小さなゼラチンのようなワームの体は、一方の端にアネモネのような触手を撃ち、床に1つのしっかりとしたベースフットがあり、表面に付着するために粘着性のある物質を排出します。 すべての自砲病と同様に、彼らの身体計画は 放射状対称、私たち自身とは異なり 両側対称

ヒドラの頭の先端にある触手の輪の間には、ドーム状のヒポストームがあります。 ヒドラが食べるために自分自身を引き裂くときに口になる構造です。 細胞は未使用時に再び密封され、この同じ構造内に通常50〜300個の頭部組織化細胞が存在します。

この細胞は、近隣細胞が頭細胞の形態をとるべきであることを指示します。 つまり、どの細胞がヒポストメを形成し、どの細胞がつかむ触手の一部になるべきかを知らせます。

ヒドラを2つに切ると上の3分の1に沿ってどこにも残っている より多くの組織細胞を成長させるすると、動物の光沢のある新しい髪が配置されます。

この指令細胞は、ヒドラ体が芽を出したときに自然に現れ、無性生殖をします。

3つの発芽クローンがあるヒドラ。 (micro_photo/iStock/ゲッティイメージプラス)

これらを理解するには 神話的なヒドラの力、カリフォルニア大学の生物学者であるAide Macias-Muñozと同僚は、頭の再生と発芽中の遺伝子発現を比較しながら、Hydraの遺伝学を詳しく調べました。 彼らはヒストトームと新進組織での遺伝子発現のために開いているゲノム領域をマッピングしました。

以前の研究で提案した 後成遺伝学 これらの経路の遺伝子がどのように調節されるかを示すいくつかの発達経路が関連している。 いくつかの調節遺伝子を操作すると、以下の奇妙な結果が生じることがあります。 ヒドラの体に沿った複数の頭のオーガナイザー

「この仕事の興味深い発見の1つは、Hydraの髪の再生と発芽プログラムがかなり異なることです」。 言う マシアス – ムニョス。

「結果が同じであっても(ヒドラヘア)、遺伝子発現は再生中にはるかに多様である。

言い換えれば、DNAが構造のために囲まれている足場(クロマチン)がこの領域で開かれ、細胞がこれらの発達遺伝子を使用できるようにします。

頭部再生中に組織化細胞内で「使用中」であることが確認されたこの2,870個のゲノム領域の多くにはエンハンサー遺伝子が含まれており、この遺伝子の製品は他の発達過程を誘導するのに役立つ。

これらの知見は、これらの複雑な発達促進剤は、Cnidariaが進化的に左右対称の動物群(私たちを含む)から分離される前の6億年前に存在したことを示唆しています。 説明する マシアス・ムニョス。

研究チームはまた、髪の再生に関与する遺伝子群を発見した。 フォース、魚、サンショウウオ、マウスを含む他の種の再生過程でも見ることができます。

ヒドラのような自胞動物のゲノムは、特にタンパク質をコードする遺伝子において驚くべきことに私たちに似ています。 言い換えれば、我々の形態の明らかな違いは、遺伝子が調節される方法によるものである可能性が高いことを意味すると研究者は説明する。

調節エンハンサー遺伝子は、哺乳動物モデル動物の他のコード配列よりも早く進化することが示されており、これは、長い進化期間中の変化と多様性を導く重要なメカニズムを示すことができる。

「したがって、自胞動物の研究は [animal] 形成などの進化 [the] 両側の身体計画、そして神経系、」 チームは論文に書いた。

自分の頭を再び育てるヒドラの驚くべき能力は、確かに後成遺伝学の力を示す驚くべき例です。

本研究は ゲノム生物学と進化

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Omori Yoshiaki

ミュージックホリック。フードエバンジェリスト。学生。認定エクスプローラー。受賞歴のあるウェブエキスパート。」

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