筑波大學生命環境系的守野孔明助教發表研究稱，通過驗證軟體動物貝殼的形成細胞的未來組織分化方向，闡明瞭螺類貝殼形成細胞的發育並非依賴其他細胞譜系的誘導，而是自主確定的。該成果有望為闡明生物多樣性及其形成機制提供線索。相關研究成果已發表在國際學術期刊《Development》的4月4日刊上。
貝殼具有多樣性，無論是螺類還是雙殼類的貝殼，均由軟體動物的外套膜作用形成。
既往研究表明，參與貝殼形成的細胞起源於16細胞期形成的、被稱為「第二四分體」（second quartet）的分裂球的一部分。第二四分體來源的細胞群不僅負責幼體期的貝殼形成，還會在後期分化為成體中具有貝殼形成功能的外套膜。
然而，關於細胞如何發育為貝殼形成細胞的機制，仍存在諸多未知。例如，1952年Raven基於對一種螺類的研究提出「原腸與背側外胚層接觸後，誘導背側外胚層細胞分化為貝殼形成細胞」的誘導假說，該假說長期以來被廣泛接受。但也有研究報告稱，在某些物種中，即使預先去除將發育為內胚層的細胞再進行培育，貝殼仍會形成，這一現象與既往假說存在矛盾。
圖1本研究概要圖（供圖：筑波大學）
（1）軟體動物4-16細胞期分裂球的名稱及典型發育命運。（2）分離培養實驗的概要：從8細胞期胚胎中分離出1Q分裂球，待其卵裂為第二四分體（2q）分裂球和大分裂球（2Q）後，分別分離並培養至受精後9小時。
為此，本次研究團隊結合通過微針僅分離第二四分體的分裂球分離培養技術與基因表現分析方法，對這一誘導假說展開了驗證。
研究團隊選用螺類的一種——Nipponacmea fuscoviridis（一種蓮花青螺科螺類），調查了貝殼形成細胞中表達的基因組合（repertoire）。
結果顯示，根據基因表現的差異，這些細胞至少由3種不同類型構成。
從基因表現特徵推測，這3種細胞類型中，1種參與構成貝殼最外層有機膜的形成，其餘2種可能與貝殼內層的形成相關。
進一步分析貝殼形成相關基因的表達時發現，分離培養的第二四分體來源細胞群中發育出了全部3種細胞類型。
這些結果表明，貝殼形成細胞的發育命運與之前認為的誘導假說不同，無需其他細胞譜系的誘導即可自主確定。
研究團隊表示，未來將進一步探究已鑑定的3種細胞類型分別在幼體期貝殼形成中實際發揮的作用等課題。
守野助教表示：「通過將分離不足0.1毫米分裂球的精細操作技術與全基因組表達光譜分析技術相結合，我們得以解答貝殼形成細胞發育命運這一長期懸而未決的問題。期待以本研究成果為基礎，未來進一步闡明軟體動物多樣貝殼形態的進化機制。在此，衷心感謝參與本研究的研究室全體成員。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Development
論文：Characterization of shell field populations in gastropods and their autonomous specification mechanism independent of inter-quartet interactions
DOI：10.1242/dev.204538
