深海の圧力に適応する有櫛動物の特殊な脂肪に関する新しい研究

Tokyoクシクラゲ（別名：櫛水母）は海の様々な場所に生息しており、特に深海にも分布しています。深海は光がなく、非常に低温で、高い圧力がかかる場所です。カリフォルニア大学サンディエゴ校を含む研究者たちは、クシクラゲがこのような過酷な環境でどのように生き延びているのかを調査しました。その結果、彼らの細胞膜には<強調>特別な特徴</強調>があることを発見しました。

クシクラゲはクラゲではありません。彼らはクシクラゲ門に属しています。この動物たちは獲物を狩り、バレーボールほどの大きさに成長することがあります。彼らは世界中の海に住んでおり、海面から深海まで幅広く分布しています。

重要な発見:

• クシクラゲは独自の脂質構造を細胞膜に持っています。
• 彼らの脂質は、寒さや圧力に異なる適応を示します。
• この適応は「ホメオカーブチャー」と呼ばれます。
• これらの脂質には、人間の脳機能に不可欠なプラスマローゲンが含まれています。

細胞膜は適切に機能するために特定の特徴を持つ必要があります。脂質とタンパク質の層は様々な条件下でも流動性を維持しなければなりません。科学者たちは既に細胞膜が寒冷な環境にどのように適応するかを理解していました。しかし、深海生物が高圧にどのように適応するのかについてはわかっていませんでした。

カリフォルニア大学サンディエゴ校の助教授であるイタイ・ブディンは、異なる分野の研究者と共に、有櫛動物に関する研究を主導しました。この研究は、Science誌に掲載されました。

ブディンは大腸菌が寒冷環境にどのように適応するかを研究していたが、MBARIのスティーブン・ハドックは、「櫛クラゲは高圧に似た方法で適応するのか？」と質問した。その疑問から、ブディンと彼のチームは調査を始めた。

複雑な生物は多様な種類の脂質を持っています。人間には数千種類もの脂質があり、それぞれが異なる臓器に特有です。研究チームは、冷たい環境への適応と圧力に対する適応を区別する必要がありました。主執筆者のジェイコブ・ウィニコフは、さまざまな深度と場所に生息するクシクラゲを調査しました。彼は、カリフォルニア沖の深海に生息するものと北極の海面に生息するものを比較しました。

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研究チームは、深海に生息する有櫛動物が高圧環境で生き残るために特別な脂質を持っていることを発見しました。これらの脂質は深海環境に対応するために特別な形状をしており、「ホメオカーブチャ」と呼ばれる適応によって圧力とバランスを取ることができます。しかし、地上に持ち上げられるとこれらの脂質によって膜が崩壊し、有櫛動物は分解してしまいます。

プラスマロゲンは人間の脳に存在する特別な脂質であり、アルツハイマー病などの疾患ではそのレベルが低下します。このため、クテノフォラは研究に役立ちます。

ブディンのチームは、プラスマロゲンを生産するよう改変された大腸菌の株を用いて検証を行いました。通常の大腸菌は圧力下で生存できませんでしたが、この改変株はしっかりと適応しました。これらの実験は長年にわたり行われ、複数の機関の協力が必要でした。

カリフォルニア大学サンディエゴ校のエドワード・デニス博士の研究室では、質量分析法を用いて脂質を分析しました。MBARIの海洋生物学者たちは有櫛動物を収集しました。デラウェア大学の物理学者たちはコンピュータシミュレーションを活用しました。そして、研究者たちは異なる圧力下で膜がどのように振る舞うかを試験しました。

ブディンは細胞がどのように脂肪の生成を制御しているかについてもっと知りたいと考えています。彼はプラスマローゲンが特別な特性を持っていると考えています。これを理解することが脳の健康や病気に関する新しい情報をもたらすかもしれません。チームは彼らの発見に基づいて今後の研究が進展することを期待しています。

多くのトップ大学の研究者たちがこのプロジェクトで協力しました。彼らは国家および民間の助成金、例えばNASAや国立科学財団からの資金提供を受けました。その結果として、深海生物の適応方法や脂質の働きに関する新たな発見が生まれました。