進化学：極めて多様なシクリッド魚類の腸における細胞の適応進化

動物が食物を効率的に見つけ出し、消化する能力は生存に不可欠であり、さまざまな食餌への特殊化は動物の多様化の主要な原動力となっている。この文脈において、摂餌構造の進化が広く研究されてきたが、消化管における適応の性質と程度はほとんど解明されていない。今回我々は、脊椎動物の中で最も大規模な適応放散を遂げた動物群の1つである、タンガニーカ湖のカワスズメ科魚類（シクリッド類）の腸において食餌適応を調べた。我々は、タンガニーカ湖に生息する食性の異なる24種のシクリッド類について、包括的な単一細胞トランスクリプトームデータを作成し、これを生態形態学的な情報およびゲノムの情報と統合することにより、細胞レベルでの食餌適応には、主に前部の腸細胞が関与していることを明らかにした。特に、前部腸細胞の相対的な存在量に加え、この細胞集団における遺伝子発現プロファイルが、急速な栄養特殊化に応答して進化したこと、また、これらの食餌関連の適応が、急速に進化する細胞集団特異的な遺伝子によって駆動されていることが分かった。総合的に我々の知見は、腸上皮細胞の構成と細胞タイプ特異的な分子構成における変化が栄養特殊化の基盤となったことを示しており、生態学的適応が生物学的構成の複数の層を標的としていることを実証している。

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