映画「ファインディング・ニモ」でお馴染みのカクレクマノミとイソギンチャク。毒を持つ触手の中でなぜカクレクマノミだけが安全に暮らせるのか、不思議に思ったことはありませんか？この100年来の謎がついに解き明かされました！沖縄科学技術大学院大学（OIST）の研究チームが、カクレクマノミが持つ驚くべき「秘密のバリア」の正体を突き止めたのです。彼らがいかにしてイソギンチャクの「ハグ」を無害化しているのか、その巧妙な生存戦略に迫ります。
カクレクマノミ（アネモネフィッシュ）とイソギンチャクの共同生活は、共生の最も広く知られた例の一つです。研究者たちは、アネモネフィッシュがイソギンチャクの毒のある触手に刺されることなく安全に生活できる仕組みを理解する上で画期的な進歩を遂げ、一世紀にわたる謎を解明しました。沖縄科学技術大学院大学（OIST）の科学者たちと国際的な共同研究者たちは、アネモネフィッシュ（カクレクマノミ）が、宿主であるイソギンチャクの刺胞細胞（nematocysts (stinging cells)）の放出を引き起こさないように、皮膚粘液中のシアル酸のレベルを非常に低く維持するように進化してきたことを発見しました。研究者たちは、イソギンチャク自身も自己を刺すことを避けるためか、自身の粘液中にこれらの糖化合物を持たないことを見出しました。彼らの発見は、BMC Biology誌に掲載され、アネモネフィッシュが宿主と類似した保護戦略を用いている可能性を示唆しています。2025年2月15日に公開されたオープンアクセス論文のタイトルは「Anemonefish Use Sialic Acid Metabolism As Trojan Horse to Avoid Giant Sea Anemone Stinging（アネモネフィッシュは巨大イソギンチャクの刺胞を回避するためにシアル酸代謝をトロイの木馬として利用する）」です。
共生種と非共生種の比較
この研究では、糖鎖生物学やトランスクリプトミクスを含む複数のアプローチを組み合わせました。研究者たちは、アネモネフィッシュと共生しないスズメダイの両方から粘液サンプルを採取・分析し、混合物の成分を分離・分析する高度な技術（液体クロマトグラフィー）を用いました。
シアル酸は、ほとんどの生物に自然に存在する重要な糖分子であり、細胞間相互作用やタンパク質間コミュニケーションなどの細胞プロセスにおいて重要な役割を果たしています。これまでの研究で、これらの分子がイソギンチャクの刺胞細胞の放出を引き起こす可能性があることが示されていました。非常に興味深いことに、科学者たちは、アネモネフィッシュが脳や腸のような内部器官では一定レベルのシアル酸を維持している一方で、共生しないスズメダイと比較して、保護粘液層中のシアル酸レベルを特に低くするように進化してきたことを見出しました。
科学者たちはまた、幼魚期にイソギンチャクと共生できるミツボシクロスズメダイというユニークなケースも研究しました。彼らは、これらの魚も幼魚期には粘液中のシアル酸レベルが低下していることを発見し、異なる種がイソギンチャクとの共生を達成するために同様の適応を進化させてきたことを示唆しています。
特に興味深い発見は、シアル酸レベルとアネモネフィッシュの発生段階との相関関係でした。まだイソギンチャクと生活する準備ができていない若い幼生は、通常のシアル酸レベルを持っており、イソギンチャクに近づくと刺されてしまいます。しかし、変態して特徴的な白い縞模様と鮮やかなオレンジ色に変化すると、シアル酸レベルが低下し、安全にイソギンチャクに入ることができるようになります。
「私たちの発見は、このメカニズムを調査するために糖鎖生物学とトランスクリプトミクス解析を組み合わせた最初の研究の一つであるため、大きな進歩を示しています」と、島嶼研究・環境観測センター（CRIOBE）の研究者であり、元OIST計算神経行動学ユニット（OIST’s Computational Neuroethology Unit）の研究員であったナターシャ・ルー博士（Natacha Roux, PhD）は詳しく説明しました。
共存のための適応
研究チームは、アネモネフィッシュが低いシアル酸レベルを維持する方法について2つの主要な仮説を持っています。一つは、粘液産生細胞がシアル酸を切断する酵素を高レベルで発現しているというもの、もう一つは、粘液マイクロバイオーム中の細菌がシアル酸を分解する役割を担っているというものです。2番目の仮説は、アネモネフィッシュとイソギンチャクが一緒に生活すると、時間とともにそれらの細菌叢が収斂するという以前の観察結果によって支持されています。
OIST海洋生態進化発生生物学ユニットのユニットリーダーであるヴァンサン・ローデ教授（Professor Vincent Laudet）は、これは複雑な共生関係の一部に過ぎない可能性が高いと強調しました。「他の要因としては、魚の鱗の厚さ、種間の栄養交換、そしてイソギンチャク自身による調整の可能性などが考えられます。この関係は相互に有益であり、アネモネフィッシュは捕食者からの保護を受ける一方で、イソギンチャクの防御を助け、栄養的な利益を提供しています」と彼は述べました。
将来の研究では、アネモネフィッシュをイソギンチャクの刺し傷に敏感にし、非共生魚を耐性にするなど、システムを操作することによって、このメカニズムの最終的な証拠を提供することを目指しています。しかし、これは技術的に困難であり、現在も進行中の作業です。この研究はまた、フランス国立科学研究センター（CNRS）とOISTとの間の新しい国際共同研究ラボラトリーからの最初の主要な論文であるという点でも重要です。
