アスタシンメタロプロテアーゼから迫る線虫捕食行動のメカニズムとその進化

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動物の行動がどのような遺伝子機能の変化によって獲得されてきたかについてはほとんど明らかにされていない。線虫Pristionchus pacificusは、バクテリア摂食行動と他の線虫に対する捕食行動という二つの異なる摂食行動を示す。バクテリア摂食は同一クレードの線虫で広く見られる行動であるのに対し、捕食行動はP. pacificusが属するDiplogastridae科の線虫でのみ見られることから、捕食行動は進化的に派生的な行動であると考えられている。私はこれまでに、順遺伝学・逆遺伝学的手法を用い、アスタシンメタロプロテアーゼの一種（以下、アスタシン）が捕食に必要であることを突き止めた。アスタシン変異体では、捕食時の歯の運動が減少することに加え、歯の周辺に異常な構造が生じることを明らかにした。さらにP. pacificusおよび捕食性を示さない線虫であるC. elegansでのレスキュー実験により、アスタシンの分子機能は二種間で保存されているが、P. pacificusではC. elegansと異なる細胞でアスタシンが機能し、捕食性に寄与することを示した。発現レポーターを用いた実験から、cis, trans調節配列の違いによって二種間でのアスタシンの発現パターンが変化したことが示唆された。以上より、単一のアスタシンメタロプロテアーゼが機能する細胞を変えることで、捕食に関わる形質が進化したことが示唆された。