線虫とその捕食菌との粘着戦の詳細を解明(Sticky battle between worms and their predators)

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2025-08-26 マックス・プランク研究所(MPG)

マックス・プランク研究所(チュービンゲン)の研究チームが、微小な線虫(Caenorhabditis elegans)と、それを捕食する肉食性菌(Arthrobotrys oligospora)の相互作用において、カーネーションのような粘着性トラップを介した捕獲メカニズムの進化的トレードオフ(交渉)を明らかにしました。線虫の外皮構造はコラーゲンを豊富に含み、環境ストレスに対して頑強に働きますが、肉食菌はこの外皮に粘着性トラップを鈎のようにくっつけて捕獲します。研究により、線虫の転写因子遺伝子 nhr‑66 がコラーゲン合成を調整し、この粘着性の“ヴィルクロ”(ベルクロ)として機能することが判明しました。nhr‑66を欠失すると、コラーゲン量が低下し菌のトラップから逃れられるようになる一方で、外皮が脆弱になり、雨などの環境ストレスで致命的になるリスクが高まります。この成果は、防御と環境耐性のバランスをとる進化的トレードオフを示す好例であり、将来的にはバイオ技術や防除技術への応用、例えば生体接着剤の開発などにつながる可能性があります。

線虫とその捕食菌との粘着戦の詳細を解明(Sticky battle between worms and their predators)Microscopic image of the predator and prey, Arthrobotrys oligospora and the nematode Caenorhabditis elegan.
© MPI f. Biology Tübingen, Germany

<関連情報>

表皮コラーゲンが捕食菌と線虫間の捕食者-被食者相互作用を媒介する Cuticular collagens mediate cross-kingdom predator–prey interactions between trapping fungi and nematodes

Han-Wen Chang,Hung-Che Lin,Ching-Ting Yang,Rebecca J. Tay,Dao-Ming Chang,Yi-Chung Tung,Yen-Ping Hsueh
PLOS Biology  Published: July 1, 2025
DOI:https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003178

Abstract

Adhesive interactions, mediated by specific molecular and structural mechanisms, are fundamental to host–pathogen and predator–prey relationships, driving evolutionary dynamics and ecological interactions. Here, we investigate the cellular and molecular basis of adhesion between the nematode Caenorhabditis elegans and its natural predator, the nematode-trapping fungus Arthrobotrys oligospora, which employs specialized adhesive nets to capture its prey. Using forward genetic screens, we identified C. elegans mutants that escape fungal traps and revealed the nuclear hormone receptor NHR-66 as a key regulator of fungal-nematode adhesion. Loss-of-function mutations in nhr-66 conferred resistance to fungal trapping through the downregulation of a large subset of cuticular collagen genes. Restoring collagen gene expression in nhr-66 mutants abolished the escape phenotype, highlighting the essential role of these structural proteins in fungal-nematode adhesion. Furthermore, sequence analysis of natural C. elegans populations revealed no obvious loss-of-function variants in nhr-66, suggesting selective pressures exist that balance adhesion-mediated predation risk with physiological robustness. We observed that loss of nhr-66 function resulted in a trade-off of increased hypersensitivity to hypoosmotic stress and cuticular fragility. These findings underscore the pivotal role of structural proteins in shaping ecological interactions and the evolutionary arms race between predator and prey.

細胞遺伝子工学
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