進化学：古い脊索動物骨格組織の転用による新たな脊椎動物頭部の進化

脊椎動物（有頭動物）を定義する特徴の1つは、頑丈な細胞性内骨格によって支持および保護された明確な頭部である。最初に出現した脊椎動物では、この内骨格はおそらくコラーゲン性の細胞性軟骨で構成されていたと考えられる。軟骨は、全脊椎動物の胚の骨格や、現生の無顎類および軟骨魚類の成体の骨格を形成している。頭部の細胞性軟骨の大部分は、中枢神経系の辺縁部から発生する神経堤という移動性の細胞集団から生じる。無脊椎動物にはコラーゲン性細胞性軟骨や神経堤細胞が見つかっていないため、神経堤細胞由来の細胞性軟骨の出現が脊椎動物進化の転換点の1つになったと考えられている。今回我々は、脊椎動物の細胞性軟骨の明確な特徴を多く備えた組織が、無脊椎の脊索動物であるフロリダナメクジウオ（Branchiostoma floridae）の幼生で一時的に形成されることを明らかにする。また、進化の過程で、脊椎動物の軟骨発生に重要な調節因子であるSoxEが新しいシス調節配列を獲得し、その後この配列が神経堤細胞でのSoxEの新たな発現を指令したことを裏付ける証拠も示す。以上の結果を総合すると、脊椎動物の頭部骨格の出現は、一般に考えられているように新しい骨格組織の進化によったのではなく、頭部全体への細胞性軟骨組織の拡張に依存したことが示唆される。我々はさらに、脊椎動物の頭部骨格の進化には、古い軟骨分化調節因子に近接するシス調節エレメントの進化が重要な要因であったと考える。

目次へ戻る