栉水母具有半透明的果冻状身体，外观也与水母相似，但它与水母是完全不同的生物。栉水母体长5厘米左右，如遇光照则会发出彩虹色的光，所以水族馆等常有展示。从生物分类学的角度来看，栉水母是从地球上现存动物的共同祖先中早期分化出来的一类动物类群。本次研究发现，如果在两只栉水母的身体上切开伤口并将伤口部分对接合在一起，两者会发生融合，会像一个个体那样行动。
图：研究团队在实验室中首次融合成功的栉水母（供图：自然科学研究机构 基础生物学研究所）
美国格拉斯基金会格拉斯奖学金实施了一项从世界各地选拔30名年轻研究人员，前往伍兹霍尔海洋生物学研究所（WHMBL，Marine Biological Laboratories）进行为期3个月、基于自身兴趣开展研究的“学者计划”。本次的研究成果是在以城仓圭（当时作为日本学术振兴会海外特别研究员在英国埃克塞特大学从事研究工作，现为自然科学研究机构生命创成探究中心基础生物学研究所、即“基生研”研究员）为核心、与南丹麦大学的Tommi Anttonen博士、美国科罗拉多州立大学的Mariana Rodriguez-Santiago博士、美国加州大学伯克利分校的Oscar M. Arenas博士的合作团队所开展的研究中取得的。
城仓研究员表示：“（在该项目中）拥有不同背景的人聚集在一起，自由选择各自的研究方向。我对栉水母以前就感兴趣，每天早上都会去采集栉水母放进水箱里研究。有一天早上，我发现了一只奇怪的栉水母，它看起来像两只栉水母融合在一起的形状。于是，我决定在实验室里再现这一现象，我在两只栉水母身上制造伤口并让创面对接，经过一夜后成功再现了两只融合在一起的栉水母。当时我觉得这项发现足以发表在《Nature》上，但查阅资料后发现，早在1937年就有了关于水母融合现象的报告。”
因之前的文献仅描述了现象本身，未能揭示其中的详细机制。城仓研究员及其团队决定进一步详细分析这种现象。
研究人员首先在显微镜下对融合过程进行了延时摄影，发现实验开始约30分钟后，两个个体的切除伤口部分开始缓慢粘连，1小时后边界就融合到了几乎无法分辨的程度。之后，两者的肌肉收缩开始逐渐同步，2小时后其同步率达到了90%。
研究人员用显微镜观察融合的个体时，发现它们的消化道看起来是相连的。于是，他们用经过荧光物质染色的食饵（丰年虾）喂给融合后的一个栉水母的口部，结果发现，消化后的物质通过融合的消化道输送至另一侧，最后从另一个栉水母的肛门排出。
城仓研究员表示：“依据本次实验中大概率发生的融合现象，推测栉水母可能没有区分‘自己’与‘非己’的识别机制。此外，肌肉收缩同步的结果提示，栉水母的神经细胞彼此融合并共享了电信号。未来，将进一步调查融合个体彼此之间的遗传差异，以及观察栉水母神经细胞的活性，探讨其生理功能是如何协调的，以深入了解融合的分子机制。”本次的研究成果已发表在期刊《Current Biology》上。
日本的大学和研究机构由于研究时间的减少和基础经费的削减，研究人员无法基于自由构思开展研究。这种趋势也存在于一些欧美的大学中，而格拉斯基金会的“学者计划”提供了打破困局的宝贵机会。全球还有很多这样的机会，推介这些机会也是研究先进的责任。值得一提的是，90多年前首次报告融合现象的研究论文也是以伍兹霍尔海洋研究所的研究为基础撰写的。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Current Biology
论文：Rapid physiological integration of fused ctenophores
DOI：dx.doi.org/10.1016/j.cub.2024.07.084
