京都大学は2015年10月30日、同大理学研究科の佐藤ゆたか准教授らの研究グループが、脊椎動物に最も近縁な動物であるホヤが、脊椎動物型の感覚神経と無脊椎動物型の感覚神経の両方を持つことを発見したと発表した。また、脊椎動物型の感覚神経は、無脊椎動物型の感覚神経を基にして新たに作り出されたことを実証した。

同研究グループは、脊椎動物に近縁な無脊椎動物であるホヤの感覚神経に着目。ホヤは、脊椎動物のような神経堤細胞を持たないが、神経堤細胞が生じる神経板の境界領域から背側の感覚神経が分化している。一方、腹側の感覚神経は表皮細胞の中から分化するため、背側は脊椎動物型、腹側は無脊椎動物型のように見えるという。

そのため、背側と腹側の感覚神経を作り出す遺伝子回路を調査したところ、感覚神経を作る遺伝子回路は背側・腹側とも共通であることが分かった。しかし、感覚神経を作るにはMsxと呼ばれる遺伝子が機能しているが、このMsx遺伝子を発現させるための作動機構は、背側と腹側で異なっていた。さらにこの作動機構は、背側は脊椎動物に、腹側は無脊椎動物の作動機構に似ていることが明らかになった。

このことは、ホヤと脊椎動物の共通の祖先である原始脊索動物が、神経板の境界領域で感覚神経を作り出す回路の作動スイッチに当たる機構を、新たに獲得したことを示唆している。また、これらのことから、脊椎動物は、原始的生物の感覚神経を作る遺伝子回路を再利用しつつ、神経板の周囲で起動する作動スイッチを獲得し、新しい場所で感覚神経を作るように進化したことが考えられる。

なお、同成果は、英科学誌「Nature Communications」の電子版で公開された。

感覚神経の進化を示すモデル図

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