異なる細胞分裂戦略はどのように進化し、なぜ進化するのか(How and why different cell division strategies evolve)

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2024-05-27 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

細胞分裂は生命に不可欠であり、動物と菌類は異なる方法で分裂します。動物は核膜が分解する開放型有糸分裂を、菌類は核膜が維持される閉鎖型有糸分裂を行います。この違いの進化的背景は十分に解明されていません。
EPFLのOmaya DudinとEMBL HeidelbergのGautam DeyとYannick Schwabのチームは、動物と菌類に近い海洋原生生物Ichthyosporeaを研究しました。彼らは、Sphaeroforma arcticaとChromosphaera perkinsiiの2種に焦点を当て、ゲノミクスやイメージング技術を用いて調査しました。S. arcticaは閉鎖型、C. perkinsiiは開放型有糸分裂を行うことが明らかになりました。
研究は、Ichthyosporeaの生活環と分裂方法に関連性があることを示し、多核段階の種は閉鎖型、単核段階の種は開放型分裂を行う傾向があると結論付けました。この発見は、細胞分裂の進化が生活環の必要性によって形作られた可能性を示唆しています。

<関連情報>

動物近縁種における有糸分裂のライフサイクル連関進化 Life-cycle-coupled evolution of mitosis in close relatives of animals

Hiral Shah,Marine Olivetta,Chandni Bhickta,Paolo Ronchi,Monika Trupinić,Eelco C. Tromer,Iva M. Tolić,Yannick Schwab,Omaya Dudin & Gautam Dey
Nature  Published:22 May 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07430-z

異なる細胞分裂戦略はどのように進化し、なぜ進化するのか(How and why different cell division strategies evolve)

Abstract

Eukaryotes have evolved towards one of two extremes along a spectrum of strategies for remodelling the nuclear envelope during cell division: disassembling the nuclear envelope in an open mitosis or constructing an intranuclear spindle in a closed mitosis1,2. Both classes of mitotic remodelling involve key differences in the core division machinery but the evolutionary reasons for adopting a specific mechanism are unclear. Here we use an integrated comparative genomics and ultrastructural imaging approach to investigate mitotic strategies in Ichthyosporea, close relatives of animals and fungi. We show that species in this clade have diverged towards either a fungal-like closed mitosis or an animal-like open mitosis, probably to support distinct multinucleated or uninucleated states. Our results indicate that multinucleated life cycles favour the evolution of closed mitosis.

生物化学工学
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