寄生虫が「借りた」遺伝子で昆虫の心を操る可能性

広告

サイエンスサイエンス
すべてのニュースに戻る
ニュース植物・動物
寄生虫が「借りた」遺伝子で昆虫の心を操る可能性

https://www.science.org/content/article/parasitic-horsehair-worms-may-manipulate-their-hosts-using-borrowed-genes

寄生虫は、宿主を溺死させる際に数百の昆虫遺伝子を活性化させるようだ。
2023年10月19日11時45分配信クリスティー・ウィルコックス
葉の上に止まるカマキリとその近くにいる毛虫。
毛虫は水に戻る必要があるため、上のカマキリのように宿主を操って自ら溺れるように仕向ける。
シェアする
フェイスブック
ツイッター
リンク
Reddit
ウィーチャット
電子メール
馬毛虫の成虫は、その名前から想像できるように、馬の毛をくねらせたような長い麺のような形をしている。彼らは水中で生活し、繁殖するが、その子どもは他の動物（通常はカマキリなどの陸生昆虫）の体内でしか成長しない。カマキリなどの陸生昆虫の体内でしか成長しない。無意識のうちに体内で成長し終えると、宿主に溺れるよう説得してライフサイクルを完了させる。このような寄生虫がどのようにして宿主を致命的に操るのか、科学者たちは長い間謎に包まれてきた。本日『Current Biology』誌に発表された新しい研究によれば、ウマノスズクサはカマキリの動きをハイジャックするための遺伝子を何百も持っており、これらの遺伝子を宿主から直接獲得した可能性があるという。

「この研究に関わっていないパリ・サクレー大学の進化生物学者、クレマン・ジルベールは言う。もし、カマキリの遺伝子の多くが寄生虫に移ったことが事実であれば、それは遺伝子の水平移動として知られているプロセスである。

寄生虫が宿主をマインドコントロールして早死にさせるという現象は、九州大学および理化学研究所生命システム動態研究センターの進化生物学者である三品太平氏の興味を常にそそるものであった。「100年以上前から、世界中で陸生昆虫が目の前で水に飛び込むという恐ろしい現象が観察されてきました」と彼は言う。

サイエンスアドバイザーのニュースレターを購読する
最新のニュース、解説、研究を毎日無料でお届けします。
彼は京都大学生態学研究センターの生態学者、佐藤卓哉氏とチームを組み、ウマノスズクサの寄生の遺伝的基盤を調査した。

研究チームは、線虫に近い寄生動物であるウマノスズクサに注目した。その多くは複数の宿主に寄生する複雑なライフサイクルを持ち、淡水に生息するものは成虫になるまでに昆虫に寄生しなければならない。三科教授、佐藤教授らが専門とする線虫属はカマキリに寄生し、手のひらサイズの昆虫の腹の中で1メートル近くまで成長する。

この虫がどのようにして宿主を操り、致命的に体を水に投げ出すように仕向けるのかについては、ほとんど知られていなかった。「そのメカニズムは全く謎でした」と三科は言う。研究チームは、寄生虫が何らかの方法でカマキリの脳をコントロールしていると考え、寄生虫とカマキリの脳の両方から、溺れる前、溺れる最中、そして溺れた後のメッセンジャーRNA（mRNA）の塩基配列を決定した。

広告
その結果、寄生虫が宿主を操作している間に、3100以上の寄生虫遺伝子の発現が増加していることが判明した。驚くべきことに、これらの寄生遺伝子のうち1400個以上が、寄生したカマキリの遺伝子と密接に一致していた。このことは、この一連の遺伝子が何らかの形で宿主のゲノムから寄生虫のゲノムに水平遺伝子移動したことを示唆している。「最初は結果が信じられず、何か間違いがないかと振り返ってみました。「と三科は言う。

このような遺伝子の水平交換は謎に包まれている。ウイルス、いわゆるジャンピング遺伝子、その他いくつかのメカニズムが関与していると考えられている。しかし、過去に報告された遺伝子交換の事例では、種間の移動の手がかりは不明瞭であった。ミミズの場合、いくつかの遺伝子移動はかなり以前に起こったもので、その結果、ミミズとカマキリの配列は互いに5％以上乖離してしまった。しかし、他の遺伝子はほとんど、あるいは全く同じであり、これらの遺伝子移動が比較的最近起こったものであることを示唆している。

ブリティッシュ・コロンビア大学で宿主と寄生虫の相互作用を研究している博士研究員で、この研究には参加していないジェフ・ドハーティは、この結果は有望だと言う。しかし、研究者たちは、カマキリがミミズからこれらの遺伝子を得たという別の可能性をまだ否定していない。

つまり、カマキリがミミズからこれらの遺伝子を受け取った可能性である。著者らは、カマキリの組織がミミズのサンプルに混入した結果、この配列が得られた可能性もあると認めている。しかし、カマキリのようなRNAは、水中で3日間放置された成虫から発見された。さらに著者らは、多くのmRNA配列の違いは、汚染シナリオでは意味をなさないと指摘している。

仮にミミズがカマキリの遺伝子を盗んだとしても、それがどのようにカマキリの行動を制御しているのかは不明である。ミミズのタンパク質が宿主のタンパク質を模倣することで、ミミズがカマキリの体を操り、自分たちに必要な行動プログラムを起動させている可能性がある。「タンパク質擬態はパズルの一部に過ぎないかもしれません。「我々はまだ長く曲がりくねった道の始まりにいるのです』。

ギルバートは言う。「遺伝子が移動した可能性のある数は驚くべきものです」。しかし、著者は汚染を反証するために「もっとできたはずだ」と言う。過去にも、遺伝子が大量に移入されたという同様の驚くべき主張が、最終的には否定されたことがある、と彼は指摘する。三科氏のチームは、ミミズとカマキリの全ゲノムの配列決定に取り組んでいる。ギルバートも、それが汚染の懸念を払拭し、移入の方向と時期に関する彼とドハティの疑問に対する答えを提供するのに役立つだろうと同意している。「私はそれが真実であると信じたい。

doi: 10.1126/science.adl4678
関連タグ
著者について
クリスティー・ウィルコックス
クリスティー・ウィルコックス
ツイッター
著者紹介
クリスティー・ウィルコックスはサイエンスのニュースレター編集者。

ニュースより
メリーランド州タコマパークで、脱皮したてのセミをくちばしで叩く鳥。
2023年10月19日
鳥がセミを捕食すると、イモムシは野放しになり、オークの森を食い荒らす。
エリック・ストークスタッド
イスラエルの対ミサイルシステム「アイアンドーム」が、ガザ地区から発射されたロケット弾を迎撃する。
19 OCT 2023
イスラエルとハマスの戦争は科学界に衝撃を与える
ミケーレ・チャビン
2022年12月19日、中国北京の予防接種会場でCOVID-19ワクチンの点鼻薬を受ける住民。
19 OCT 2023
数十億ドルが次世代のCOVID-19ワクチンと治療法を後押しする
ジョン・コーエン
サイエンスのニュース部門に情報をお持ちですか？
ScienceAdviserに登録する
ScienceAdviserに登録すると、最新のニュース、解説、研究を毎日無料で受信できます。

広告
サイエンス・インサイダー
10月8日、イスラエル南部のアシュケロンから見た、イスラエルの対ミサイルシステム「アイアンドーム」がガザ地区から発射されたロケット弾を迎撃する夜空。
19 Oct 2023by ミシェル・チャビン
イスラエルとハマスの戦争が科学界に衝撃を与える
2022年12月19日、中国・北京の予防接種会場でCOVID-19ワクチンの点鼻薬を受ける住民。
19 Oct 2023by ジョン・コーエン
数十億ドルが次世代のCOVID-19ワクチンと治療法を後押し
米国立衛生研究所所長候補のモニカ・ベルタニョーリ氏、承認公聴会前に上院議員に挨拶。
18 oct 2023by ジョセリン・カイザー
バイデン氏が指名したNIH所長の上院公聴会がスムーズに進む
クリスタル・リバー考古学州立公園のテンプル・マウンドAの眺め
18 oct 2023by リジー・ウェイド
考古学協会、先住民の埋葬品の写真公開をめぐり対立
広告
シフター
タスマニアタイガーの標本
20 sep 2023by クリスティー・ウィルコックス
タスマニアタイガーからRNAが発見される。
イタリア・ローマのスカイラインの手前にカモメ
8 sep 2023by ロドリゴ・ペレス・オルテガ
鳥類調査データに見る米国の住宅差別のエコー
2015年ベルリンマラソンランナー
16 Aug 2023by クリスティー・ウィルコックス
マラソンを2時間以内で走りたい？珍しい形成が役立つかもしれない
海の排気ガスに赤い文字
9 aug 2023by christie wilcox
灼熱の熱水噴出孔の下には生態系全体が存在する
おすすめ
今週のニュース 2001年8月
ハワイの生態系に寄生するスズメバチ
特集2018年8月
コントロール・フリーク
イモムシにスズメバチの卵
30 apr 2018by ミッチ・レスリー
寄生スズメバチが別の寄生スズメバチの犠牲になるまで
セージ・ティーチング・リソース2002年5月号
長生きする虫

広告
スライドショーをスキップする
フォローする
ニュース
すべてのニュース
サイエンス・インサイダー
ニュース特集
サイエンス・ニュースを購読する
ニュース・フロム・サイエンスFAQ
ニュース・フロム・サイエンスについて
採用情報
採用情報
求人を探す
雇用者ハブ
コメント
オピニオン
分析
ブログ
ジャーナル
サイエンス
科学の進歩
科学免疫学
サイエンス・ロボティクス
サイエンス・シグナル
サイエンス・トランスレーショナル・メディシン
サイエンス提携誌
著者と査読者
著者向け情報
査読者情報
図書館員
機関購読の管理
図書館管理ポータル
見積依頼
図書館員FAQ
広告主
広告キット
カスタム出版情報
求人情報を掲載する
関連サイト
AAAS.org
AAASコミュニティ
EurekAlert
教室での科学
AAASについて
リーダーシップ
AAASでの仕事
賞と受賞
ヘルプ
よくある質問
アクセスと購読
単一号の注文
別刷りと許可
TOCアラートとRSSフィード
お問い合わせ
AAASロゴ
© 2023 米国科学振興協会. 無断複写・転載を禁じます。AAASはHINARI、AGORA、OARE、CHORUS、CLOCKSS、CrossRef、COUNTERのパートナーです。

利用規約 プライバシーポリシー アクセシビリティ