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微生物の「眼」はどうやってできたのか

Nature ダイジェスト Vol. 12 No. 10 | doi : 10.1038/ndigest.2015.151031

原文:Nature (2015-07-09) | doi: 10.1038/nature14630 | How to build a microbial eye

Thomas A. Richards & Suely L. Gomes

ワルノヴィア科渦鞭毛藻類という微生物は、細胞内に眼のような構造体「オセロイド」を持っている。分析の結果、オセロイドの部品は色素体とミトコンドリアを由来とすることが明らかになった。

図1 系統樹のあちこちにある眼
a Gavelisら4は、ワルノヴィア科渦鞭毛藻類の眼のような構造体、オセロイドの構成要素のうち2つが、膜で区切られた細胞小器官の再配置に由来することを明らかにした。角膜は1層のミトコンドリアで形成され、網膜様構造は色素体のネットワークに由来する。
b, c 系統樹の別の枝の微生物も、眼に似た構造体を備えている。
b 緑藻類コナミドリムシの眼点は、色素に富む脂質分子を含んだ小球で構成され、細胞の色素体内部に存在する。
c コウマクノウキン門真菌類の遊走子の眼点は脂質で満たされた小胞であり、細胞の主要なミトコンドリアに近接する。 | 拡大する

古代ギリシャの医学者ガレノスは、紀元2世紀においてすでに網膜やレンズ、角膜、虹彩をはじめとする眼の主要な解剖学的構造を記述していた1。しかし、脊椎動物の眼が機能する仕組みについて初めて正確に理解されたのはずいぶん後で、視覚が網膜上に投影された像として生じていることを天文学者ヨハネス・ケプラーが示した17世紀前半のことだったと考えられている2。ケプラーが示した眼は、「特定方向からの光を網膜の表面に通す窓を形成する角膜および(または)レンズ」と定義することができ、光刺激は網膜で化学的な情報に変換される。しかし、このような器官を進化させた生物は動物だけではない。類似する構造や生化学反応は複数の真核微生物の細胞(DNAの大部分を核内に格納する細胞)にも認められ、こうした微生物は光に反応して動くことができる3。ブリティッシュ・コロンビア大学(カナダ・バンクーバー)のGregory S. Gavelisらは今回、ワルノヴィア科渦鞭毛藻類で認められた、構造的に脊椎動物の眼に酷似した細胞内構造体の詳細を示し、Nature2015年7月9日号204ページに報告した4

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Nature ダイジェスト Online edition: ISSN 2424-0702 Print edition: ISSN 2189-7778

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