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脊椎動物は一般に、体の回転や重力の方向といった平衡感覚を内耳で受容する。内耳とは、体外環境から隔離された膜迷路と呼ばれる腔に有毛細胞が配置された構造をしている。一方、脊椎動物以外の後生動物は膜迷路をもたないものの、有毛細胞は多くの後生動物にも見出される。すると、動物の進化において、「検出器」である有毛細胞がまず獲得され、これを「容器」である膜迷路に配置して内耳が獲得されたと推定できる。興味深いことに、有毛細胞の感覚毛に類似した構造は、後生動物に最も近縁な単細胞生物である襟鞭毛虫にも見出される。そこで、本研究は後生動物を広く対象として原生生物をも視野に入れ、有毛細胞の起源とその進化的変遷の推定を目指している。
本研究ではまず、平衡胞の発生過程が未記載である無腸動物ナイカイムチョウウズムシ P. naikaiensis の平衡胞について、その発生プロセスにおける組織形態の記載と、発生に関わる遺伝子発現の解析を目指した。瀬戸内地域で採集した P. naikaiensis を蛍光染色後に透明化して平衡胞周辺を共焦点レーザー顕微鏡により観察することで、平衡胞の組織構築を立体的に把握できた。さらに、P. naikaiensis の産卵期に瀬戸内地域において採集を行って胚を得、平衡胞の発生過程に関与すると考えられる遺伝子発現を in situ hybridization により解析した。
本研究の成果をさらに発展させることで、後生動物の進化の歴史において有毛細胞を含む平衡器や聴覚器が獲得され、いかにその形態を変化させてきたのかを理解できると期待している。
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