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Dec 20, 2023

イソギンチャクの優しい努力がサンゴ礁の生態系の繁栄を助ける

Gli oceani tropicali sono generalmente poveri di nutrienti, ma biologicamente ricchi di vita.

熱帯の海は通常、栄養分が乏しいですが、共生刺胞動物（サンゴやイソギンチャクなど）によって構築された、生物学的に多様な広大なサンゴ礁生態系が存在します。 ダーウィンのパラドックスとして知られるこの明らかな矛盾は、1842 年にチャールズ ダーウィンによって初めて説明されて以来、科学者を困惑させてきました。

さて、国際学習KAUSTの研究者らが率いる研究チームは、イソギンチャクのアイプタシアが、共生生物から受け取った糖分をどのように分配して、体内で窒素廃棄物を効率的に再利用し、栄養の乏しい環境でも繁栄できることを実証した。

「これまでの多くの研究は、限られた栄養素、特に非常に希少な窒素がどこから来るのかを発見するために海洋環境に焦点を当てていました」と、マヌエル・アランダの監督の下でこのプロジェクトに取り組んだ研究科学者のグオシン・クイは言う。

「サンゴに基づくいくつかの研究では、サンゴと藻類の共生がこれらの生態学的ホットスポットを生成するという仮説を立てています。しかし、刺胞動物がこれらの大規模な生態系を構築することを可能にする根本的な分子メカニズムは依然としてとらえどころのないままです」とクイ氏は言う。

Cui 氏は、組織レベルでの共生関係を調べることに特に興味を持っていました。 刺胞動物は、胃皮と表皮という 2 つの主要な細胞層からなる単純な組織構造を持っています。 内層である胃皮のみが藻類と細胞内関係を形成します。

まず、研究チームはレーザー顕微解剖技術を応用してアイプタシアの 2 つの組織層を分離し、組織特異的な遺伝子発現を研究しました。 彼らは、新たな単一細胞 RNA 配列決定技術を使用して、微細な細胞スケールでの共生に関連する RNA 転写プロファイルを調査しました。 このような技術がイソギンチャクの共生研究に使用されたのはこれが初めてである。

このアプローチにより、研究者らは抗体染色を使用してイソギンチャク内のこれらの栄養素輸送体の局在を追跡する前に、窒素同化に関与する主要な輸送体を特定することができました。

「イソギンチャクは、共生生物から受け取ったグルコースを組織全体に分配するために、栄養輸送体の発現と局在を変化させていることがわかりました」とアランダ氏は言う。 「環境中に存在するアンモニウムを処理すると同時に、生成される窒素廃棄物をリサイクルするために体重のほとんどを使います。」

共生関係は生物全体を窒素同化体に変える、とキュイ氏は指摘する。 「これは、藻類が窒素同化の唯一の主体であるという広く信じられていることに疑問を投げかけます。イソギンチャクは、この希少な栄養素をリサイクルする上でも重要な役割を果たしています。それらは、分離できない単一のメタ有機体を形成しています。」

研究チームは、この研究がより優れた選択的繁殖方法を開発するための基礎を提供し、サンゴ礁の生態系を保護する取り組みに情報を提供できることを期待している。 彼らは、さまざまな刺胞動物分類群と生態学的状況にわたる共生関係を調査するために研究を拡大しています。

- このプレスリリースはもともとキング・アブドラ科学技術大学のウェブサイトに掲載されたものです。