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一般的に不死のクラゲとして知られるTurritopsis dohrnii は、温帯から熱帯の海域に世界的に生息する、小型で生物学的に不死のメドゥーサ類（クラゲ）の一種です[ 2 ] [ 3 ] 。単体で性成熟に達した後、性的に未成熟な定着性ポリプ群体段階に完全に戻ることができる動物として知られている数少ない例の 1 つです。
他のほとんどのヒドロ虫類と同様に、T. dohrnii はプラヌラと呼ばれる小さな自由遊泳幼生として一生を始めます。プラヌラが定着すると、海底に付着するポリプのコロニーが発生します。1つのプラヌラから発生するすべてのポリプとメデューサはクローンです。[ 4 ]ポリプは広範囲に枝分かれした形に形成され、これはほとんどのクラゲではあまり見られません。メデューサとしても知られるクラゲは、これらのポリプから出芽し、自由遊泳の形で生活を続け、最終的に性的に成熟します。性的に成熟すると、他のクラゲ種を急速に捕食することが知られています。T . dohrniiクラゲが環境ストレス、物理的な攻撃にさらされたり、病気や老齢になったりすると、ポリプ段階に戻って新しいポリプコロニーを形成することがあります。[ 5 ]これは、細胞の分化状態を変化させ、新しいタイプの細胞に変える細胞分化転換という細胞発達プロセスを通じて行われます。
理論的には、このプロセスは無限に続くことができ、事実上クラゲを生物学的に不死にするが、[ 3 ] [ 6 ]実際には個体が死ぬこともある。自然界では、ほとんどのTurritopsis dohrnii はポリプ形態に戻ることなく、メデューサ段階で捕食や病気で死んでしまう可能性が高い。[ 7 ]
最大寿命のない生物学的不死の能力により、T. dohrnii は基礎的な生物学的老化および医薬品研究の重要なターゲットとなっている。[ 8 ]
この種は以前はT. nutriculaと同種と考えられていましたが、後に別種として再分類されました。[ 9 ] 1883年に、イタリアのナポリにあるアントン・ドーン動物学研究所の創設者であるアントン・ドーンにちなんで命名されました。[ 10 ]
2006年の研究までは、Turritopsis rubraとTurritopsis nutriculaはTurritopsis dohrniiと同じ種だと考えられていた。[ 9 ] T. rubraのクラゲがポリプに再び変態できるかどうかは不明である。
Turritopsis dohrniiのクラゲは鐘形で中膠でできており、最大直径は約4.5 ミリメートル (0.18インチ)で、高さと幅はほぼ同じです。[ 11 ] [ 12 ]鐘の壁の中膠は、先端で多少厚くなっている以外は均一に薄くなっています。比較的大きな胃は鮮やかな赤色で、断面は十字形をしています。直径 1 mm の若い個体には、縁に沿って均等に間隔を置いて 8 本の触手しかありませんが、[ 13 ]成体には 80 ～ 90 本の触手があります。クラゲはプランクトンとして自由生活しています。傘の表皮には密な神経網細胞も存在します。これらは、刺胞動物によく見られる放射管の上に大きな環状構造を形成しています。[ 14 ]
Turritopsis dohrniiには、底生ポリプ形態、すなわちヒドロ虫形態もあり、これは基質に沿って伸びるストロンと、メデューサ芽を生成できる摂食ポリプを持つ直立した枝から構成されています。 [ 15 ]これらのポリプは数日かけて1mmほどの小さな メデューサに成長し、親ヒドロ虫群体から分離して自由に泳ぎ回ります。
ベニザケは太平洋で生まれたと考えられているが、北極海を横断する移動によって世界中に広がり、形態的には区別しにくいいくつかの集団に分化している。しかし、最近、ミトコンドリアリボソーム遺伝子配列の研究と比較によって、その種の区別が確認された。[ 9 ] [ 16 ]ベニザケは、世界中のすべての海洋の温帯から熱帯地域に生息している。[ 12 ]ベニザケは、バラスト水の排出によって世界中に広がっていると考えられている。[ 12 ]深刻な経済的および生態学的影響を引き起こした他の種の侵入とは異なり、T. dohrnii の世界的な侵入は、その小さなサイズと無害さのために気づかれなかった。[ 17 ]「私たちは世界的な静かな侵入を見ているのです」と、スミソニアン熱帯海洋研究所の科学者マリア・ミリエッタは語った。[ 16 ]ベニテングタケは、細胞の塊に退行し、おそらく水流に乗って運ばれる能力があるため、通常なら致命的となるような食料不足や過酷な環境などの極限状態に耐えることができます。このようにして、この種は生態学的に非常に効率的で、競合種よりも強いため、多くの環境に侵入してきました。[ 18 ]
卵は雌クラゲの生殖腺で発生し、生殖腺はマヌブリウム（胃）の壁に位置します。成熟した卵は、おそらく雄クラゲが生成・放出した精子によって海中で産卵・受精されると考えられており、これはほとんどのヒドロクラゲの場合と同様です。しかし、近縁種のTurritopsis rubra は、プラヌラ期まで受精卵を保持するようです。[ 19 ]受精卵はプラヌラ幼生に発達し、海底（あるいは浮き桟橋に生息する豊かな海洋生物群集）に定着し、ポリプ群体（ヒドロ虫）に発達します。ヒドロ虫は新しいクラゲを芽生えさせ、クラゲは約 1 ミリメートルの大きさで放出され、その後プランクトンの中で成長して餌を食べ、数週間後に性的に成熟します (正確な期間は海水温によって異なり、20 °C (68 °F)では 25 ～ 30 日、22 °C (72 °F)では 18 ～ 22 日です)。[ 3 ] T. dohrniiのメデューサは14 ～ 25 °C (57 ～ 77 °F)の範囲で生存できます。[ 3 ] [ 13 ]
ほとんどのクラゲ種は比較的固定された寿命を持ち、種によって数時間から数ヶ月まで幅があります（長寿の成熟したクラゲは毎日または毎晩産卵します。その時期もかなり固定されており、種によって異なります）。[ 20 ] Turritopsis dohrniiのメデューサは、特定の細胞型（クラゲの傘表面と循環管系の両方の組織）の存在を必要とする特定の分化転換プロセスによって、ポリプ状態に戻る能力を持つことが知られている唯一の形態です。[ 21 ]
実験により、放出されたばかりの個体から完全に成熟した個体までのすべての段階のクラゲは、飢餓、急激な温度変化、塩分濃度の低下、およびピンセットやハサミによる傘の人工的な損傷の条件下でポリプに逆戻りすることが明らかになった。[ 3 ]変態中のクラゲは、まず傘、中膠、触手の劣化によって特徴づけられる。すべての未成熟クラゲ（最大12本の触手を持つ）は、嚢胞のような段階に変わり、匍匐茎とポリプに変態する。しかし、成熟したクラゲの約20～40%は、嚢胞のような段階を経ずに匍匐茎とポリプの段階に進む。ポリプは、匍匐茎が発達して摂食してから2日後に形成される。ポリプは、さらに匍匐茎、枝、そしてポリプを成長させて群体性ヒドロ虫を形成することによって増殖する。ある実験では、環境の変化や損傷がなくても、それらは最終的に匍匐茎やポリプに変化し、再び生命活動を開始することがわかった。[ 3 ]
生物サイクルを逆転させるこの能力（不利な条件への対応）は、動物界では他に類を見ないものです。これにより、クラゲは死を回避し、Turritopsis dohrniiは生物学的に不死身になる可能性を秘めています。このプロセスは、そのプロセスが非常に速いことと、適切なタイミングでの野外観察が困難であることから、自然生息地では観察されていません。[ 3 ]いずれにせよ、ほとんどのクラゲは、捕食者に食べられたり病気にかかったりするなど、中型プランクトンとしての生活における一般的な危険の犠牲になる可能性が高いです。
この種はテロメア維持に関連する独自のメカニズムを備えており、それが再生能力に重要な役割を果たしている。T . dohrnii はライフサイクルの逆転中に特定の細胞プロセスを通じてテロメア長を維持し、細胞老化を効果的にリセットする。[ 22 ] [ 23 ]
この種の細胞分化転換という細胞発達方法は、科学者たちに、このプロセスを利用して人間の損傷した組織や死んだ組織を再生する方法を見つけるよう促してきた。[ 8 ]
Turritopsis dohrniiは肉食性の種で、一般的に動物プランクトンを捕食します。[ 24 ]主な餌はプランクトン、魚卵、小型の軟体動物です。T . dohrnii は口から食物を摂取し、老廃物を排出します。T . dohrnii は水中を漂いながら触手を使って狩りをします。刺胞と呼ばれる刺す細胞を含む触手が広がり、獲物を刺します。[ 25 ]その後、触手を曲げて獲物を口に誘導することができます。T . dohrnii は他のクラゲと同様に、傘を使って獲物を捕らえることがあります。T . dohrniiの鐘は膨らみ、水を吸い込みながら泳ぎます。この鐘の膨張により、潜在的な獲物が触手に近づきます。[ 25 ]
Turritopsis dohrnii は、他のクラゲと同様に、最も一般的には他のクラゲに捕食されます。T . dohrniiの他の捕食者には、イソギンチャク、マグロ、サメ、メカジキ、ウミガメ、ペンギンなどがいます。[ 25 ]多くの種が、 T. dohrniiや他のクラゲを捕食するのは、その単純な構成によるものです。非水質物質は約 5% しかなく、残りは水で構成されています。[ 26 ] それらは、外層 (表皮)、中間層 (中膠 - 厚いゼリー状の物質)、内層 (胃皮)の3 つの層で構成されています。 [ 26 ]
Turritopsis dohrnii は地中海で最初に発見されましたが、その後世界中で発見されています。[ 27 ] T. dohrniiは一般的に温帯から熱帯の水域に生息しています。マリーナやドック、船体、海底などで見られます。通常、多塩分（18～30 PSU）および真塩分（30～40 PSU）の範囲に生息しています。 [ 24 ]
mRNAやミトコンドリアDNAの配列解析などのゲノム解析が、そのライフサイクルの調査に用いられてきた。各ライフステージのmRNA解析では、クラゲステージのステージ特異的遺伝子が他のステージよりも10倍多く発現していることが示された。この遺伝子は、損傷時に再生プロセスを誘導できるWntシグナルに関連している。[ 28 ] [ 29 ]
ヌクレオチド配列相同体とタンパク質相同体の解析により、Nemopsis bachei がこの種の最も近縁種であることが特定された。近縁種はいずれも生物学的不死性を示さない。[ 30 ]
2022年に発表された研究では、新たに公開されたこの生物学的に不死のクラゲと、類似しているが若返りをしないクラゲのゲノムを比較した結果、DNA複製と修復、幹細胞の再生など、若返りの主要な分子メカニズムが明らかになったと報告されている。[ 31 ] [ 32 ]
T. dohrnii を飼育することは非常に困難です。現在、京都大学の久保田慎氏のみが、このクラゲの群れを長期間維持することに成功しています。プランクトンは、与えられたアルテミアのシストを適切に消化したことを確認するために毎日検査する必要があります。 [ 5 ] 久保田氏は、2 年間でコロニーが 11 回再生したと報告しています。[ 33 ]久保田氏は、不老不死のクラゲについて語るために日本のテレビに定期的に出演し、クラゲについての歌をいくつか録音しており、学会発表の最後に歌うこともよくあります。[ 5 ] [ 34 ]
シンガポールの選挙に何度も立候補しているテオ・エン・ミン[ 35 ] [ 36 ]は、合法的にクラゲにちなんで名前を変更した[ 37 ] 。