山下高廣 理学研究科講師は、谷口俊介 筑波大学准教授、露崎弘毅 千葉大学特任講師、山本卓 広島大学教授と共同で、脳を持たないとされてきたウニ幼生に、光で行動を調節する「脳のような」神経細胞群（中枢）を見いだしました。この神経細胞群は、脊椎動物の脳と一部共通する特徴が確認され、後口動物の共通祖先までさかのぼる脳機能の起源に関する新たな示唆を提供する結果となりました。
本研究は、ウニ幼生の前端部神経外胚叶に、非视覚性光感受性ニューロン（「见る」ためではなく、光を感じて応答する神経）の细胞群を同定しました。これにより、脊椎动物の脳に相当する「中枢」が、脳を持たないとされてきた棘皮动物（ウニ）にも存在する可能性が示唆されました。これらの神経细胞群は、光を感知するタンパク质である非视覚オプシン（翱辫苍5尝）や、脊椎动物间脳の形成を担う谤虫、辞迟虫、蝉颈虫3、濒丑虫6などの制御遗伝子を発现します。また、この细胞领域を统合的に解析したところ、翱辫苍5尝の机能低下で光依存的な游泳行动が损なわれることが分かりました。こういった分子特徴は脊椎动物の脳领域のそれと一部重なることから、ウニ幼生に存在する非视覚性の光受容中枢は、后口动物の共通祖先に由来する脳机能の素地を残している可能性を示します。
非视覚オプシンを発现する神経とその周辺领域の発生过程を厳密かつ系统横断的に比较することは、脊椎动物の脳を含む中枢神経の进化や多様化の过程を解く上で、新たな理论や见解を提供すると期待されます。
本研究成果は、2025年11月19日に、国際学術誌「Nature Communications」に掲載されました。
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Junko Yaguchi, Koki Tsuyuzaki, Ikutaro Sawada, Atsushi Horiuchi, Naoaki Sakamoto, Takashi Yamamoto, Takahiro Yamashita, Shunsuke Yaguchi (2025). Non-visual photoreceptive brain specification in sea urchin larvae. Nature Communications, 16, 10054.
