タコは目に見えない微生物の信号を感知して食べ物が腐らないようにする

タコは腕をどのように使うのでしょうか？これは研究者チームが調査を開始した問題です。その過程で、彼らは興味深いことを発見しました。タコは腕の受容体を使用して環境内の微生物の信号を捕捉および解釈し、それに応じて反応します。この研究は雑誌に掲載されました 部屋。

「我々の研究結果は、タコが微生物の信号を検出するために感覚系を適応させたことを示している」とハーバード大学分子細胞生物学科の博士研究員で筆頭著者のレベッカ・セペラ氏は述べた。 発見する。 「そうすることで、彼らは急速に更新される化学言語を使用し、彼らが触れる生物表面と無生物表面の両方について情報を与えます。」

セペラ氏と研究仲間は、これは一度限りの発見ではなく、人間を含む動物と私たちの周囲にいる微生物との間の継続的な相互作用を反映していると信じています。

タコは微生物の信号にどのように反応するか

以前の研究で、ベラノ研究室のチームは、タコの腕にある受容体を特定し、頭足類が周囲の化学変化を検出できるようにしました。このプロセスは、味覚によると説明されています。

これらのセンサーを使用して、タコは何を食べても安全で、何を廃棄するのが最適かを判断します。これは、タコが通常採餌する海底の暗い隙間で特に役立つスキルです。この受容体は抱卵に重要な役割を果たしており、タコの母親が生きられなくなった卵を捨てることを可能にしていると考えられている。

これらの発見は、分子メカニズムについての重要な洞察を提供したが、「生態環境でどのような特定の分子が見られるのか、そしてそれらの分子がどこから来るのかはまだわかっていなかった」と、この研究に携わったカリフォルニア大学サンディエゴ校神経生物学科博士研究員ハオ・ジャン氏は説明した。 発見する。

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どの分子が反応を引き起こすかを解明する

次の課題は、どの化学物質がタコの受容体を活性化するかを調べることでした。これには 2 つの課題が生じました。

「第一に、自然界の化学空間は広大であり、どの分子がこれらの受容体を活性化するかを予測することはほとんど不可能です」とセペラ氏は述べた。 「第二に、海洋では、可溶性化学物質は乱流の海水によってすぐに希釈されます。そのため、表面が安定した化学的特徴を維持できるメカニズムが必要です。」

研究者らは、重要な行動反応を引き起こす 2 つの表面、カニの殻と卵の殻を調べることから始めました。研究チームは、腐ったカニの殻や拒否された卵が微生物群集で覆われており、それが健康なカニ殻と区別できることを発見した。

どの特定の化学物質が原因であるかを調べるために、Cepella は 295 株の細菌を検査しました。各株はタコの受容体にさらされる前に分離され、開発されました。カニの殻に含まれるハルマン-3-カルボン酸（H3C）や、拒否された卵の殻に含まれるルミクロム（LUM）など、特定の化学物質が反応を引き起こした。

その後、H3C で覆われた偽のカニをタコに与えたところ、本物のカニのように扱われた対照とは異なり、拒否されました。同様に、LUMを含む模擬卵は、対照卵よりも早くタコの巣穴から放出されました。

これは「動物の感覚系と生態学的相互作用の形成におけるマイクロバイオームの重要な役割を反映している」とハオ氏は述べた。 発見する。

微生物とより広い動物界

これらの発見の意味は、より広い動物界に広がる可能性がある。

「動物は微生物の世界で進化しており、動物はその生存期間中、微生物の化学環境を感知し、生き残り、繁栄しなければなりませんでした」とセペラ氏は述べ、微生物が免疫から意思決定に至るまでの行動や生理機能に影響を与えるという証拠が増えていることを指摘した。 「微生物は環境中の単なる旅行者ではなく、動物がどこに行くか、何を触るか、どのように行動するかを決定するために使用する化学信号を積極的に形成します。」

動物と微生物の間のこの目に見えない相互作用は、私たちの進化の過去にまで及ぶ可能性があります。動物に最も近い現存する親戚である首鞭毛虫は、合体して多細胞コロニーを形成することで微生物のシグナルに応答します。

次に研究チームは、他の動物が微生物の信号にどのように反応するかを調べたいと考えている。 「やるべきことはまだたくさんあります」とセペラ氏は言います。 発見する。

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