エリシア-クロロティカ

(A)動物(矢印)のparapodial領域に延びる消化憩室の定義された尿細管。 消化器系は、動物の体全体に分岐する密に充填された細管からなる。 各尿細管は、動物の細胞小器官および多数の藻類色素体を含む単一の細胞の層で構成されている。 この細胞層は内腔を取り囲んでいる。 (B)高密度に充填された色素体を示すE.chloroticaの表皮の拡大画像。 動物は海のナメクジを明るい緑にするためにクロロフィルを貢献する彼らの居住者の色素体なしで色が薄い灰色です。

Elysia chloroticaは潮間藻Vaucheria litoreaを餌にしています。 それは、そのradulaで藻類細胞壁を穿刺し、その後、その口の中でしっかりと藻類の鎖を保持し、ストローからのように内容物を吸い出す。 細胞全体の内容物を消化するか、または内容物を無傷の腸に通す代わりに、葉緑体のみをその広範な消化器系内に保存することによって保持する。 それは細胞小器官としてそれ自身の腸の細胞にそれから生きている葉緑体をとり、何ヶ月もの間生きていて機能的にそれらを維持します。 葉緑体の獲得は、若い海のナメクジがVaucheria litorea細胞を餌にし始めるveliger段階からの変態直後に始まります。 幼生のナメクジは、藻類に餌を与えるまで赤色の色素斑を有する茶色であり、その時点で緑色になる。 これは、広範囲に分岐した腸全体の葉緑体の分布によって引き起こされる。 最初はナメクジは葉緑体を保持するために藻類に継続的に餌を与える必要がありますが、時間の経過とともに葉緑体は腸の細胞により安定して組 いくつかのElysia chloroticaナメクジは、わずか数回の給餌の後、最大1年間光合成を使用できることさえ知られています。

藻類の葉緑体は、海のナメクジの細胞が藻類の細胞を飲み込み、葉緑体をそれ自身の細胞コンテンツの一部にする食作用のプロセスによって細胞 Elysia chloroticaの細胞内の葉緑体の結合は、ほとんどの植物がそうであるように、光合成のプロセスを通じて、スラグが光から直接エネルギーを捕捉することを可 E.chloroticaは、藻類が食料供給として容易に入手できない期間中、数ヶ月間生存することができる。 この生存は葉緑体が行う光合成によって産生される糖に依存すると考えられており、葉緑体は最大9ヶ月または10ヶ月間生存して機能することが判明している。

しかし、いくつかの類似種に関するさらなる研究では、これらの海のナメクジは光を奪われたときにも同様に機能することが示されました。 デュッセルドルフのHeinrich-Heine大学のSven Gouldと彼の同僚は、光合成が妨げられても、ナメクジは長い間食物なしで生き残ることができ、光にさらされた食物を奪われたナメクジと同様に運賃するように見えたことを示した。 彼らは55日間P.ocellatusの六つの標本を飢えさせ、二つを暗闇の中に保ち、二つを光合成を阻害する化学物質で処理し、二つに適切な光を与えた。 すべてが生存し、すべてがほぼ同じ速度で体重を失った。 著者らはまた、E.timidaの六つの標本に食べ物を拒否し、88日間完全な暗闇の中でそれらを保持し、すべてが生き残った。

別の研究では、E.chloroticaが葉緑体の生存をサポートする方法を確実に持っていることが示されました。 エライシアクロロチカは緑色が少なく黄色がかっていたにもかかわらず,ナメクジ内の葉緑体の大部分はその微細構造を維持しながらそのまま残っていたようであった。 食糧を見つけることのような活動により少ないエネルギーを使うことによって、ナメクジは他の重要な活動にこの貴重なエネルギーを投資Elysia chloroticaは独自の葉緑体を合成することはできませんが、elysia chloroticaが機能的な状態で葉緑体を維持する能力は、Elysia chloroticaが独自の核ゲノム内に光合成を支持する遺伝子を保有している可能性があることを示しています。 葉緑体DNAだけでは、適切な光合成に必要なタンパク質のわずか10%をコードしているため、科学者たちは葉緑体の生存と光合成をサポートする可能性のある遺伝子についてElysia chloroticaゲノムを調査しました。 研究者らは、藻類のバージョンと同一のシースラッグのDNA中に重要な藻類遺伝子、psbO(光化学系II複合体内のマンガン安定化タンパク質をコードする核遺伝子)を発見した。 彼らは、Elysia chloroticaの卵細胞および性細胞に既に存在していたため、この遺伝子は水平遺伝子導入によって獲得された可能性が高いと結論づけた。 葉緑体をこれまでと同じくらい効率的に使用することができるのは、水平遺伝子導入を利用するこの能力によるものである。 有機体が自身の細胞およびゲノムに葉緑体および対応する遺伝子を組み込まなければ、藻類細胞は葉緑体の使用そして保存の効率の欠乏のためにより頻繁に与えられる必要があります。 これは再びエネルギーの節約につながり、先に述べたように、ナメクジは交配や捕食の回避などのより重要な活動に集中することができます。

しかし、より最近の分析では、Elysia cholorotica、または類似種Elysia timidaおよびPlakobranchus ocellatusにおいて、活発に発現している藻類核遺伝子を同定することができなかった。これらの結果は、水平遺伝子導入仮説の支持を弱める。 2014年の報告では、藻類核遺伝子prkを局在化するために蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)を利用して、水平遺伝子導入の証拠を発見した。 しかし、魚の分析は欺瞞的であり、研究者が失敗したElysia choloroticaゲノムとの比較なしに水平遺伝子導入を証明することはできないため、これらの結果は疑問視されている。

Elysia choloroticaによって捕獲された葉緑体の寿命を可能にする正確なメカニズムは、活性藻類核遺伝子の欠如にもかかわらず、未知のままである。 しかし、Elysia timidaとその藻類の食物にはいくつかの光が当てられています。 Elysiacimidaの主要な食物源である寛骨臼とVaucheriacitoreaのゲノム解析により,それらの葉緑体が光化学系I I修復に不可欠なもう一つのタンパク質であるftshを産生することが明らかになった。 陸上植物では、この遺伝子は常に核にコードされていますが、ほとんどの藻類の葉緑体に存在します。 Ftshの十分な供給は,原理的にはElysiacholoroticaとelysiactimidaにおける観察されたクレプトプラストの寿命に大きく寄与する可能性がある。

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