櫛水母具有半透明的果凍狀身體，外觀也與水母相似，但它與水母是完全不同的生物。櫛水母體長5釐米左右，如遇光照則會發出彩虹色的光，所以水族館等常有展示。從生物分類學的角度來看，櫛水母是從地球上現存動物的共同祖先中早期分化出來的一類動物類羣。本次研究發現，如果在兩隻櫛水母的身體上切開傷口並將傷口部分對接合在一起，兩者會發生融合，會像一個個體那樣行動。
圖：研究團隊在實驗室中首次融合成功的櫛水母（供圖：自然科學研究機構 基礎生物學研究所）
美國格拉斯基金會格拉斯獎學金實施了一項從世界各地選拔30名年輕研究人員，前往伍茲霍爾海洋生物學研究所（WHMBL，Marine Biological Laboratories）進行為期3個月、基於自身興趣開展研究的「學者計劃」。本次的研究成果是在以城倉圭（當時作爲日本學術振興會海外特別研究員在英國埃克塞特大學從事研究工作，現爲自然科學研究機構生命創成探究中心基礎生物學研究所、即「基生研」研究員）爲核心、與南丹小麥大學的Tommi Anttonen博士、美國科羅拉多州立大學的Mariana Rodriguez-Santiago博士、美國加州大學伯克利分校的Oscar M. Arenas博士的合作團隊所開展的研究中取得的。
城倉研究員表示：「（在該專案中）擁有不同背景的人聚集在一起，自由選擇各自的研究方向。我對櫛水母以前就感興趣，每天早上都會去採集櫛水母放進水箱裏研究。有一天早上，我發現了一隻奇怪的櫛水母，它看起來像兩隻櫛水母融合在一起的形狀。於是，我決定在實驗室裏再現這一現象，我在兩隻櫛水母身上製造傷口並讓傷口對接，經過一夜後成功再現了兩隻融合在一起的櫛水母。當時我覺得這項發現足以發表在《Nature》上，但查閱資料後發現，早在1937年就有了關於水母融合現象的報告。」
因之前的文獻僅描述了現象本身，未能揭示其中的詳細機制。城倉研究員及其團隊決定進一步詳細分析這種現象。
研究人員首先在顯微鏡下對融合程序進行了延時攝影，發現實驗開始約30分鐘後，兩個個體的切除傷口部分開始緩慢粘連，1小時後邊界就融合到了幾乎無法分辨的程度。之後，兩者的肌肉收縮開始逐漸起伏同步，2小時後其起伏同步率達到了90%。
研究人員用顯微鏡觀察融合的個體時，發現它們的消化道看起來是相連的。於是，他們用經過螢光物質染色的食餌（豐年蝦）餵給融合後的一個櫛水母的口部，結果發現，消化後的物質透過融合的消化道運送至另一側，最後從另一個櫛水母的肛門排出。
城倉研究員表示：「依據本次實驗中大機率發生的融合現象，推測櫛水母可能沒有區分‘自己’與‘非己’的識別機制。此外，肌肉收縮起伏同步的結果提示，櫛水母的神經細胞彼此融合並共用了電訊號。未來，將進一步調查融合個體彼此之間的遺傳差異，以及觀察櫛水母神經細胞的活性，探討其生理功能是如何協調的，以深入瞭解融合的分子機制。」本次的研究成果已發表在期刊《Current Biology》上。
日本的大學和研究機構由於研究時間的減量和基礎經費的削減，研究人員無法基於自由構思開展研究。這種趨勢也存在於一些歐美的大學中，而格拉斯基金會的「學者計劃」提供了打破困局的寶貴機會。全球還有很多這樣的機會，推介這些機會也是研究先進的責任。值得一提的是，90多年前首次報告融合現象的研究論文也是以伍茲霍爾海洋研究所的研究爲基礎撰寫的。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Current Biology
論文：Rapid physiological integration of fused ctenophores
DOI：dx.doi.org/10.1016/j.cub.2024.07.084
