クリティア・ヘミスフェリカ

クリティア・ヘミスフェリカ
C. hemisphaericaのプラヌラ期
科学的分類
ドメイン：	真核生物
王国：	動物界
門:	刺胞動物
クラス：	ヒドロ虫類
注文：	レプトテカタ
家族：	キバナフシ科
属:	クリティア
種：	C. ヘミスフェリカ
二名法名
クリティア・ヘミスフェリカ （リンネ、1767年）

クラゲ目クラゲは、直径約1cmの小型ヒドロ虫類の刺胞動物で、地中海と北東大西洋に生息しています。 ^{[1]クラゲ目} クラゲは、ヒドロ虫類に典型的な自由遊泳性のクラゲ型と、栄養繁殖するポリプ型をしています。

Clytia hemisphaericaは、そのライフサイクル、小型、比較的容易な維持管理により、実験室環境での実験操作や維持に適しており、有望なモデル生物として浮上しています。^[2] Clytiaですでに実施されている研究の例には、胚発生、^{[3] [4]}ライフステージにおける遺伝子発現の差異パターン、^[5]創傷治癒などがあります。Clytiaのゲノムは2019年3月に完全に配列決定されました。^[5]

Clytia hemisphaericaは有性生殖する。排卵された卵子は体外受精し、約 24 時間でプラヌラに成長する。繊毛のあるプラヌラは、適切な外部刺激、例えば CsCl による実験的処理^[6]によって変態プロセスが誘発されるまでは自由に遊泳する。プラヌラは受精後 3 日ほどでポリプに変態する可能性がある。適切な外部刺激を受け取ると、プラヌラは遊泳をやめ、背側極または背側外側極 (遊泳中のプラヌラの前端だったもの) を介して基質に付着する。基質に付着した後、プラヌラは口側‐背側軸に沿って収縮し、基質に自身を固定するための平らな固着部を形成する。プラヌラが基質にしっかりと固定されると、柄が固まりから伸び、最終的に、柄の前端にハイドランサ、別名ガストロゾイド（摂食に特化した個々のポリプ）が形成される。この段階で、プラヌラは一次ポリプと見なされ、このポリプは匍匐枝を伸ばして複数のポリプの連結したコロニーを形成することで栄養繁殖することができる。ポリプのコロニーは基本的に不死であると考えられており、適切な栄養を摂取している限り、古い部分を継続的に交換し、基質全体に拡大することができる。摂食するガストロゾイドに加えて、成熟したポリプのコロニーには生殖するゴノゾイドがいて、出芽によって赤ちゃんクラゲを産む。^[7]これらのクラゲは2〜3週間で成熟する。

ほとんどの刺胞動物と同様に、クラゲは比較的単純な形態をしている。しかし、比較的細胞の種類が少なく、複雑な器官構造を欠いているにもかかわらず、クラゲはポリプ形態よりもはるかに複雑な解剖学的構造を持っている。成体のクラゲの直径は平均1cmである。クラゲはほぼ完全に透明で、生殖腺、放射状の管、短い胃、4つの唇を持つ口が最もよく見える解剖学的構造である。^[8]クラゲはそれぞれ、内胚葉放射状の管の中間に4つの生殖腺を持っている。生殖腺自体は透明なので、内部の卵母細胞を観察することができる。

クラゲには通常約32本の触手があり、それぞれが刺胞細胞で覆われています。これらの刺胞は、加圧カプセル（刺胞）、速射可能な銛のようなダーツ、獲物を殺すための致死毒素で構成されているにもかかわらず、特殊な神経細胞であると考えられています。^[9] クラゲの神経系はよく組織化され、高度に特殊化されています。2つの平行な凝縮した神経リングがクラゲの鐘の周囲を走っています。外側のリングは感覚入力を統合する役割を担い、内側のリングは運動反応を調整します。触手の間には平衡胞と呼ばれる特殊なバランス器官もあります。クラゲには平滑筋と横紋筋の両方があり、水中をスムーズに泳ぐために必要な収縮を可能にします。

C. hemisphaerica は、そのライフサイクルの中でプラヌラ、ポリプ、クラゲの段階を経るため、1つのゲノムがどのようにして多様な表現型を生み出すのかを研究するための良いモデルと考えられています。 ^[2]これは、より一般的な刺胞動物モデル生物の2つであるヒドラとネマトステラが、栄養ポリプと有性生殖する自由遊泳性のクラゲの形態を交互に繰り返す「完全な」ライフサイクルを持たないことを考えると特に有用です。

Clytia は、実験室での培養や実験操作に適した特性を持っています。Clytiaのライフサイクルのすべての段階は、実験室環境で再現できます。ポリプコロニーは本質的に不死であるため簡単に維持でき、成体のクラゲにアルテミアの幼生を与えることができます。成体のオスとメスのクラゲは毎日産卵し、特定の時間に産卵するように制御された光条件に同調させることができます。Clytia の卵母細胞、卵子、胚、プラヌラは顕微鏡で簡単に観察でき、ウニなどの一般的なモデル生物と同様に、^[10] C. hemisphaericaの接合子は比較的大きく (直径約 200 µm)、マイクロインジェクションによってトランスジェニックプラヌラ、ポリプコロニー、クラゲを形成できます。Clytiaは、生殖腺が自律的に機能できるという点でもユニークです。成体のクラゲから切り離された生殖腺は、クラゲに付着したままの生殖腺と同じ同調光刺激下で卵母細胞が発達し、排卵する。^{[11]単一のポリプコロニーから生産された} Clytia medusaも遺伝的に同一であるため、遺伝子機能解析やゲノム配列決定に大きな利点がある。

刺胞動物は組織を急速に治癒・再生する能力があることで知られており^[12]、C. hemisphaericaもこの機能を持っています。^[13]そのため、 Clytiaは生体内での組織再生と上皮創傷治癒のダイナミクスを研究するのに理想的な候補となります。なぜなら、この生物はサイズが小さいため、治癒過程を顕微鏡でリアルタイムに撮影できるからです。^[13]