精子と卵子が出会うしくみとは？／吉田学の発生生物学@神奈川県　｜　広報誌「淡青」35号より

かつて実験所本館として使われた日本海洋生物学百周年記念館と、臨海丸。

臨海実験所と聞いて、皆さんはどのような研究を行っていると想像するでしょうか? 魚の繁殖技術? 海の動物の生態調査? もちろんこのような研究も臨海実験所の研究対象ではありますが、メインの研究ではありません。ではどんな研究をする場所なのでしょうか? それを知るため、まずは歴史を見てみましょう。理学系研究科附属臨海実験所（通称：三崎臨海実験所）は東大が出来て僅か10年後の明治19年、動物の多様性では量・種数とも世界に誇る相模湾に面した三浦三崎の地に設立されました。当時は生物学が分類学だった時代、多種多様な海産生物を観察することで生物の分類体系、ひいては動物進化の過程の理解が進んできました。その後、三崎で行われる研究の中心は分類学から発生学、生理学、分子生物学と移ろいましたが、一貫して、多種多様な海産生物の個々の理解を元に、動物全体の進化や多様性の理解を研究目的としています。つまり、海の生物はあくまでも材料・手段であり、目的は普遍的な生命現象の理解なのです。

ところで、多くの動物では受精時に精子が卵へ誘引される現象（精子走化性）が知られています。特に海産無脊椎動物では精子走化性に種特異性があり、同じ種の精子と卵が出会う確率を上げる仕組みとして働いています。私たちはホヤという動物を用いて、この精子走化性の研究をしております。そして、近縁種における精子走化性の分子メカニズムを比較することで、種の特異性が生じるしくみを明らかにしつつあります。将来的には進化過程における種分化のしくみを明らかにできたらと考えています。ところで、ホヤは無脊椎動物でも脊索動物に属し、脊椎動物の進化を考える上で重要な位置を占めています。また、幼生の細胞数が少ない、発生が速い、といった特長があることから、最近はウニに換わって発生研究の材料としてよく用いられるようになっています。中でもカタユウレイボヤはゲノムサイズも極めて小さい（ヒトの約1/20）ことから、海産無脊椎動物でいち早く2002年に全ゲノムが解読され、海産動物におけるモデル生物の地位を築きつつあります。臨海実験所は海産動物の実験材料供給も大きな業務であり、筑波大学および京都大学と共に文部科学省ナショナルバイオリソースプロジェクトの支援を受け、大規模にカタユウレイボヤの養殖を行って日本全国の研究者に供給しております。

カタユウレイボヤの精子が走化性運動をしている際の鞭毛内カルシウムの挙動。