進化学：個体性における主要な進化的移行の開始と発展
Nature 585, 7824 doi: 10.1038/s41586-020-2653-6
遠縁な2種が一体化して単一の複製する個体を形成する「細胞内絶対共生」は、個体性における主要な進化的移行の代表例である。そうした移行は生物学的複雑性を高めると考えられているが、一体化につながる進化的および発生的な段階についてはほとんど理解されていない。本論文では、Blochmannia属の細菌と極めて多様なオオアリ族（Camponotini）のアリの細胞内絶対共生が、他の昆虫類の場合とは異なる胚発生の根本的な変化を介して開始され、発展したことを明らかにする。Hox遺伝子のAbdominal A（abdA）およびUltrabithorax（Ubx）は、節足動物では通常、腹節と胸節を形成後に分化させる機能を果たすが、オオアリではこれらの遺伝子ネットワークが発生初期に生殖系列遺伝子の調節も行うように再配線されていた。その結果として、これら2つのHox遺伝子のmRNAとタンパク質は母性発現しており、産卵直後の卵では、生殖質と3つの新たな位置において、生殖系列遺伝子のmRNAとタンパク質と細胞内レベルで共局在していた。Blochmannia属細菌はその後、これらのmRNAとタンパク質を選択的に調節して4つの位置を機能的に独立させ、それぞれの位置がBlochmanniaをオオアリと一体化させるために別々の機能を発揮する、新たな座標系を胚内に構築することが分かった。我々はさらに、mRNAとタンパク質を胚内の新たな位置に局在化させる能力は、細胞内絶対共生が起こる以前に進化したもので、それが後にBlochmanniaとオオアリによって取り入れられたことを示す。この既存の分子的能力が、既存の生態学的相利共生と収斂して、Blochmanniaからオオアリへの水平伝播およびそれらの発生の一体化を促進したと考えられる。このように、既存の分子的能力と生態学的相互作用の収斂は、高度に保存された遺伝子ネットワークの再配線と共に、個体性における主要な移行開始と発展を促進する一般的な特徴である可能性がある。
