環形動物ゴカイ成体と棘皮動物ヒトデ幼生において, 生殖と摂餌の行動特異性を調べた。
(1)従来, Dinophilus属ゴカイの交尾は卵嚢中で同腹の雌雄間で行われると考えられてきた。卵嚢から発生中の雄卵を排除したところ, 孵化後の雌個体は正常に産卵を開始することができず, 体内に卵を蓄積した。このことは, 同腹雄との相互作用が産卵開始に必要であることを示し, 卵嚢内で交尾を済ませるという従来の見解を支持する。同様の卵蓄積は孵化後2ヶ月ほど単独飼育した雌個体でも確認された。これらの2タイプの卵蓄積雌の飼育容器に雄個体を加えると, 雌個体は産卵を開始(再開)した。この結果は産卵には交尾により得た精子の蓄えが産卵に必要なこと, および孵化後の雌個体が交尾能を維持していることを示唆する。この可能性を検証するため, 組織切片観察と, ビデオ撮影による孵化後の雌個体の行動解析を試みた。これまでのところ, 正常雌個体の卵巣付近に精子様の細胞集合が観察され, 孵化直後の雌雄個体間で交尾と思われる行動が見られることが確認できた。
(2)予備実験から食作用に関与するクラスリン遺伝子は, ヒトデ幼生の成長と密接に関わっている可能性が示されていた。今回, モルフォリノオリゴによるクラスリン遺伝子ノックアウトの影響を光学顕微鏡と透過型電子顕微鏡で詳細に観察した。その結果, 摂餌開始後に, モルファント(モルフォリノオリゴ注入サンプル)は, 胃や腸が劇的に崩壊することが判った。また, 超微形態的には, アポトーシス細胞死でなく自己消化が生じていることが示された。平行して行った異なったタイミングで投餌する実験で, 胃, 腸の崩壊は確かに摂餌に依存していることが明らかとなった。これらの結果から, 幼生の成長は摂餌行動により適応的に調整されていることが示された。
1) It has been reported that immature female worms of Dinophilus annelids mate with their siblings within the cocoon just after hatching. Deleting male embryos from the cocoon resulted in inability of spawning and accumulation of oocytes in females after sexual maturation. This confirmed the importance of male-female interaction within the cocoon. Isolated incubation of mature females also caused arrest of spawning and accumulation of oocytes. No spermatozoon was observed in spermatheca of spawning-arrested females of both types, and ddition of male worms caused resumption of spawning. These results suggest that mature females retain mating ability. To examine the mating ability of mature females, we carried out video analysis and succeeded in recording mating behavior of immature worms. However, mating behavior of mature female was not detected directly because of their extensive mobility.
2) In our preliminary study, it has been that larval growth of starfish is closely associated with function of clathrin gene. Here, we have examined in details of the knock-down effects of clathrin gene on feeding behavior of starfish larva by using of a light and transmission electron microscope. It is found that morphant (larva injected with Morpholino Antisense Oligo) display a severe collapse of the stomach and intestine after being fed. Ultrastructural characteristics also indicated that such collapse occurs through a self-digestion of the stomach and intestine but not apoptotic cell death. In another experiment, in which morphants were fed on different timing, we have gotten evidence of the dependency of feeding on the collapse phenomena. Together, it was indicated that larval growth is adaptively tuned with its feeding behavior.