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進化:横紋筋の刺胞動物と左右相称動物における独立した進化

Nature 487, 7406 doi: 10.1038/nature11180

横紋筋は左右相称動物(脊椎動物、昆虫、環形動物など)と左右相称でない真正後生動物の一部(すなわち刺胞動物と有櫛動物)に存在する。これらの動物群の間で横紋筋の超微細構造にかなりの類似性が見られるのは、1つの共通した進化的起源を持つことを反映していると考えられている。今回我々は、脊椎動物の横紋筋に特徴的なミオシンII重鎖(MyHC)モータータンパク質などの、中核となる筋タンパク質群が、多細胞動物が出現する以前の単細胞生物にすでに存在していたことを示す。また、2種類の海綿動物では「striated muscle(横紋筋型)」および「non-muscle(非筋型)」のmyhcオルソログが異なるパターンで発現しており、このことは、真の筋肉が出現し、それに続いて高速収縮する平滑筋および横紋筋に横紋筋型MyHCが使われるようになる以前に、機能の多様化があったことに対応している。刺胞動物と有櫛動物はstriated muscle myhcオルソログを持つが、タイチンやトロポニン複合体をコードする遺伝子などといった、左右相称動物の横紋筋に不可欠な要素が存在せず、横紋筋が収束進化したことが示唆される。これと符合するように、左右相称動物に共通する一群のZ板タンパク質に対応するクラゲのオルソログは、横紋筋とは関連しておらず、ほかの部位で、もしくは遍在的に発現されている。既存の祖先型の収縮装置に新しいタンパク質が加わったことによる真正後生動物の横紋筋の独立した進化は、動物の複雑な細胞型の進化のモデルになるかもしれない。

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