筑波大学生命环境系的守野孔明助教发表研究称，通过验证软体动物贝壳的形成细胞的未来组织分化方向，阐明了螺类贝壳形成细胞的发育并非依赖其他细胞谱系的诱导，而是自主确定的。该成果有望为阐明生物多样性及其形成机制提供线索。相关研究成果已发表在国际学术期刊《Development》的4月4日刊上。
贝壳具有多样性，无论是螺类还是双壳类的贝壳，均由软体动物的外套膜作用形成。
既往研究表明，参与贝壳形成的细胞起源于16细胞期形成的、被称为“第二四分体”（second quartet）的分裂球的一部分。第二四分体来源的细胞群不仅负责幼体期的贝壳形成，还会在后期分化为成体中具有贝壳形成功能的外套膜。
然而，关于细胞如何发育为贝壳形成细胞的机制，仍存在诸多未知。例如，1952年Raven基于对一种螺类的研究提出“原肠与背侧外胚层接触后，诱导背侧外胚层细胞分化为贝壳形成细胞”的诱导假说，该假说长期以来被广泛接受。但也有研究报告称，在某些物种中，即使预先去除将发育为内胚层的细胞再进行培育，贝壳仍会形成，这一现象与既往假说存在矛盾。
图1本研究概要图（供图：筑波大学）
（1）软体动物4-16细胞期分裂球的名称及典型发育命运。（2）分离培养实验的概要：从8细胞期胚胎中分离出1Q分裂球，待其卵裂为第二四分体（2q）分裂球和大分裂球（2Q）后，分别分离并培养至受精后9小时。
为此，本次研究团队结合通过微针仅分离第二四分体的分裂球分离培养技术与基因表达分析方法，对这一诱导假说展开了验证。
研究团队选用螺类的一种——Nipponacmea fuscoviridis（一种莲花青螺科螺类），调查了贝壳形成细胞中表达的基因组合（repertoire）。
结果显示，根据基因表达的差异，这些细胞至少由3种不同类型构成。
从基因表达特征推测，这3种细胞类型中，1种参与构成贝壳最外层有机膜的形成，其余2种可能与贝壳内层的形成相关。
进一步分析贝壳形成相关基因的表达时发现，分离培养的第二四分体来源细胞群中发育出了全部3种细胞类型。
这些结果表明，贝壳形成细胞的发育命运与之前认为的诱导假说不同，无需其他细胞谱系的诱导即可自主确定。
研究团队表示，未来将进一步探究已鉴定的3种细胞类型分别在幼体期贝壳形成中实际发挥的作用等课题。
守野助教表示：“通过将分离不足0.1毫米分裂球的精细操作技术与全基因组表达谱分析技术相结合，我们得以解答贝壳形成细胞发育命运这一长期悬而未决的问题。期待以本研究成果为基础，未来进一步阐明软体动物多样贝壳形态的进化机制。在此，衷心感谢参与本研究的研究室全体成员。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Development
论文：Characterization of shell field populations in gastropods and their autonomous specification mechanism independent of inter-quartet interactions
DOI：10.1242/dev.204538
