小型の水生無脊椎動物であるカンプトゾアの走査型電子顕微鏡画像。 クレジット: ナタリア・シュナトワ博士。 クレジット: ナタリア・シュナトワ博士
研究によると、カンプトゾア門とコケ虫門は、これまで考えられていたよりも早く分裂したことが示唆されています。
カンプトゾアとコケゾウは、小さな水生無脊椎動物の XNUMX つの門です。 それらはカタツムリとアサリ (軟体動物)、毛虫、ミミズ、ヒル (環形動物)、およびリボンワーム (nemertea) に関連しています。 進化生物学者は長い間、生命の樹上での彼らの正確な位置と、これらの他の種がそれらにどれほど密接に関連しているかに困惑してきました. 以前の研究は定期的に場所を変えました。
さらに、カンプトゾアとコケゾウは、かつては同じグループに属すると考えられていたにもかかわらず、後にその外観と解剖学的構造から分離されました。 現在、 沖縄科学技術大学院大学（OIST）、 サンクトペテルブルク大学と筑波大学の仲間と協力して、以前の研究が示唆したよりも早く軟体動物と線虫からXNUMXつの門が分かれたことを実証しました。 この発見は、最先端の配列決定技術と強力なコンピューター解析の使用によって可能になりました。
「高品質のトランスクリプトームデータを使用することで、現在の技術を最大限に活用して、長年の疑問に答えることができることを示しました」と、OISTのマリンゲノミクスユニットのスタッフサイエンティストであり、発表された論文の筆頭著者であるコンスタンチン・ハルトゥリン博士は述べています。の 科学の進歩
Konstantin Khalturin 博士と佐藤典教授は、この研究に関与した研究者の XNUMX 人です。 クレジット: OIST
ゲノムは、すべての細胞に見られる遺伝情報の完全なセットです。 それは遺伝子に細分されます。 これらの遺伝子は、 DNA 塩基対と各遺伝子には、タンパク質を作成するために必要な指示が含まれているため、細胞の適切なケアとメンテナンスにつながります. 指示を実行するには、まず DNA を転写する必要があります。 RNAを. トランスクリプトームはこの結果であり、ゲノムの反映のようですが、DNA ではなく RNA 塩基対で書かれています。
この遺伝情報は種によって異なります。 近縁関係にある人は遺伝情報が非常に似ていますが、進化の距離が長いほど遺伝的な違いが大きくなります。 このデータを使用することで、研究者は動物の進化に関する私たちの知識を向上させてきましたが、いくつかの質問にはまだ答えるのが難しいことがわかっています.
Kamptozoa と Bryozoa は軟体動物、環形動物、ネメルテアと密接に関連しているため、データセットの小さな間違いやデータの欠落により、進化ツリー上の位置が正しくない可能性があります。 さらに、これらの小さな動物を収集している間、サンプルを汚染する藻類などの他の生物を簡単に拾うことができます. Khalturin 博士は、彼らが汚染を避けるように注意していたことを強調し、その後藻類や小動物の RNA についてデータセットをスクリーニングして、それらに由来する可能性のあるものをすべて除去しました。
カンプトゾアとブリオゾアの進化的関係と、生命の木におけるそれらの位置が、この新しい研究で明らかになりました。 この研究では、彼らが予想よりも早く軟体動物や線虫から分裂し、ポリゾと呼ばれる別のグループの一部であることがわかりました。 クレジット: OIST
合計で、研究者は 20 種のカンプトゾアと 60 種のコケ虫のトランスクリプトームを配列決定しましたが、以前に達成されたよりもはるかに高い品質レベルでした。 過去のデータセットの完全性は 96 ～ XNUMX% でしたが、今回の研究ではトランスクリプトームの完全性は XNUMX% を超えました。
これらのトランスクリプトームを使用して、彼らはタンパク質を予測し、それらを他の 31 種の同様のデータと比較しました。それらのいくつかは、アサリや毛虫などのカンプトゾアやコケゾウムシと密接に関連しており、カエル、ヒトデ、昆虫など、より遠いものもありました。 、クラゲ。 高品質のデータセットは、多くの異なる遺伝子とタンパク質を同時に比較できることを意味しました。 ハルトゥリン博士は、研究者が OIST でアクセスできる強力な計算能力を高く評価しました。
「私たちの主な発見は、19 つの門が一緒に属しているということです」と Khalturin 博士は言いました。 「この結果は、XNUMX世紀に動物を外見に基づいて分類していた生物学者によって最初に提案されました。」
Khalturin 博士は、この問題は現在利用可能な最高の能力に答えられていると述べましたが、データセットは他の基本的な進化の問題にも答えられる可能性があることを強調しました。多様化。
参照: 「Polyzoa is back: The effect of complete gene sets on the placement of Ectoprocta and Entoproc」コンスタンチン ハルトゥリン、ナタリア シュナトワ、セルゲイ シチェンコフ、笹倉康典、川光真由美、佐藤紀行、1 年 2022 月 XNUMX 日 科学の進歩
DOI: 10.1126/sciadv.abo4400
