bioRxiv
Seth R Taylor, Gabriel Santpere, Alexis Weinreb, Alec Barrett, Molly B. Reilly, Chuan Xu, Erdem Varol, Panos Oikonomou, Lori Glenwinkel, Rebecca McWhirter, Abigail Poff, Manasa Basavaraju, Ibnul Rafi, Eviatar Yemini, Steven J Cook, Alexander Abrams, Berta Vidal, Cyril Cros, Saeed Tavazoie, Nenad Sestan, Marc Hammarlund, Oliver Hobert, David M. Miller III.
CeNGENコンソーシアムによる、線虫全神経細胞の遺伝子発現プロファイルの記述。かなり前からウェブサイトでデータが公開されていて、既に多くの研究者が利用していると思われる。ヴァンダービルト大学Miller研など多数。2020年12月16日プレプリント。
Nature. 2017 Feb 16;542(7641):367-371.
Ilija Melentijevic, Marton L Toth, Meghan L Arnold, Ryan J Guasp, Girish Harinath, Ken C Nguyen, Daniel Taub, J Alex Parker, Christian Neri, Christopher V Gabel, David H Hall, Monica Driscoll.
細胞内のタンパク質やミトコンドリアの質の低下に応答して、凝集タンパク質やミトコンドリアを含む大きな小胞（「Exopher」と名付けた）を線虫の神経細胞が細胞外に排出することを発見。ラトガーズ大学Driscoll研など。2017年。
https://www.nature.com/articles/nature21362
最近になって、哺乳類の心筋細胞もExopherを放出して異常ミトコンドリアなどを細胞外に捨てることがCell誌に報告された。多くの生物種で起こる現象なのだろうか？ 2020年。
Cell. 2016 Jul 14;166(2):343-357.
Christian Frøkjær-Jensen, Nimit Jain, Loren Hansen, M Wayne Davis, Yongbin Li, Di Zhao, Karine Rebora, Jonathan R M Millet, Xiao Liu, Stuart K Kim, Denis Dupuy, Erik M Jorgensen, Andrew Z Fire
前々投稿に続き生殖腺でのサイレンシングのルールの報告。連続したAもしくは連続したTが約10塩基ごとに周期的に並ぶような配列（PATC）が非翻訳領域にある場合に、遺伝子がサイレンシングを逃れて発現する。Frøkjær-Jensenら。2016年。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867416306766
外来遺伝子を生殖腺もしくは初期胚で高発現させたい場合は、PATCを多く含むイントロン（smu-1遺伝子のイントロンなど）を入れれば、安定して発現しやすくなる（前々投稿のpiRNAの論文でも使用）。
https://science.sciencemag.org/content/359/6375/587
（12月9日追記）
PATCを多く含むイントロンの挿入など様々な方法を組み合わせて、外来遺伝子を生殖腺で（ゲノムに挿入せずに）簡単に安定発現させる方法の報告。KAUST（サウジアラビア）のFrøkjær-Jensen研。2020年12月9日。
https://www.nature.com/articles/s41467-020-19898-0
Nucleic Acids Res. 2018 Jul 2;46(W1):W43-W48.
Wei-Sheng Wu, Wei-Che Huang, Jordan S Brown, Donglei Zhang, Xiaoyan Song, Hao Chen, Shikui Tu, Zhiping Weng, Heng-Chi Lee.
遺伝子中のpiRNA標的配列を予測して、piRNAによるサイレンシングを受けない配列に変えることができるウェブツールの「pirScan」の報告。これもシカゴ大学Lee研。2018年。
Science. 2018 Feb 2;359(6375):587-592.
Donglei Zhang, Shikui Tu, Michael Stubna, Wei-Sheng Wu, Wei-Che Huang, Zhiping Weng, Heng-Chi Lee.
piRNAが生殖腺で標的遺伝子の発現を抑制する際の配列の法則の報告。piRNA標的配列の使用を避ければ、生殖腺で外来遺伝子を発現させやすくできる。例えばCas9を高発現させてゲノム編集の効率を上げられる。シカゴ大学Lee研。2018年。
PLoS Biol. 2011 Jan 25;9(1):e1000586.
Marie-Anne Félix, Alyson Ashe, Joséphine Piffaretti, Guang Wu, Isabelle Nuez, Tony Bélicard, Yanfang Jiang, Guoyan Zhao, Carl J Franz, Leonard D Goldstein, Mabel Sanroman, Eric A Miska, David Wang
線虫に感染するウイルスはなかなか見つからなかったが、ノダウイルスに似たRNAウイルス（Orsayウイルス）がC. elegansに感染することをFélixらが発見し、ウイルス感染・防御機構を線虫で調べる研究者が増えている。2011年。
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.1000586
Science. 2008 Oct 31;322(5902):744-7.
Taulant Bacaj, Maya Tevlin, Yun Lu, Shai Shaham
線虫の感覚神経末端を取り囲むAmphid sheath細胞などの細胞が線虫の「グリア」だと主張し、これらのグリアが感覚受容や感覚神経末端の形態形成に必要であることを報告。ロックフェラー大のShaham研。2008年。
https://science.sciencemag.org/content/322/5902/744
Sheath細胞やSocket細胞をグリアとする主張は、賛否が別れていた記憶がある（「否」の方が多かった？）。例えば哺乳類の網膜色素上皮細胞（論文でも触れている）をグリアと思っている人はどのくらいいるのだろう？ しかしこの論文以降、多くの人がグリアと呼び始めたので、もうグリアと呼ぶしかない。
この論文も、グリアというよりもはや神経？ 浙江大学のKang研。2020年。
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0896627320306577
Shahamの主張も紹介しておくと、グリアは（１）神経細胞と物理的に会合している、（２）神経細胞ではない（他の細胞へとシナプス結合やギャップ結合しない）、（３）発生の系譜的に神経細胞に近い、の３つの基準を満たす細胞。
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0070215305690035
bioRxiv
Fang-Jung Yang, Chiao-Nung Chen, Tiffany Chang, Ting-Wei Cheng, Ni-Chen Chang, Chia-Yi Kao, Chih-Chi Lee, Yu-Ching Huang, Shih-Peng Chan, John Wang
PhiC31組み換え酵素を発現する株を使って、attB配列に挟まれた外来長鎖DNAのゲノムへの挿入や、長い染色体領域のinversionなどを起こす手法。効率良さそうだが普及するだろうか。台湾・中央研究院のWang研。2020年プレプリント。
Dev Biol. 1977 Mar;56(1):110-56.
J E Sulston, H R Horvitz.
Dev Biol. 1979 Jun;70(2):396-417.
J Kimble, D Hirsh.
Dev Biol. 1983 Nov;100(1):64-119.
J E Sulston, E Schierenberg, J G White, J N Thomson.
C. elegansの受精卵が成虫になるまでの細胞分裂や細胞死のパターン（細胞系譜）を全て記述。ほぼ完全に不変で個体差のない発生過程をたどる。SulstonやKimbleら。Sulstonは2002年にノーベル賞を受賞。1977・1979・1983年。
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0012160677901580
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0012160679900356
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0012160683902014
bioRxiv.
Daniel Witvliet et al.
C. elegans雌雄同体の神経の数は「302個」とされてきたが、「CANL・CANR細胞は実は神経ではない」と主張する動きが去年あたり(？)から目立つ（シナプスの欠如や遺伝子発現パターンなどが理由）。すでに線虫雌雄同体の神経数を「302個」ではなく「300個」とする論文も出てきていて、今後の動きを注視したい。トロント大学Zhen研など。2020年プレプリント。
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.30.066209v1.full
全く科学の本質と離れた意見だが、神経数を「300個」に減らす問題点は、「だいたい」300個、という誤った印象を持たれやすいこと？
「302個」なら正確に数えたことが明らかなのだが。
いずれにしろ、現時点でどちらかの数字を説明なく使うのは危険！
Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1986 Nov 12;314(1165):1-340.
J G White, E Southgate, J N Thomson, S Brenner
電子顕微鏡の連続切片写真から、C. elegansの神経の位置・形態やシナプス接続（7000個以上）をほとんど完全に記述した340ページの超大作。別名「The mind of a worm」。J. G. WhiteらがBrennerのもとで完成。1986年。
線虫オスの尾部について全神経接続を記述した論文も後に報告された。アルバート・アインシュタイン医科大のEmmons研など。2012年。
https://science.sciencemag.org/content/337/6093/437
これまで不確実だった部分も含めて、雄と雌雄同体の全神経接続を新しく記述し直した論文も後に報告された。これもEmmons研など。2019年。
Nature. 2000 Feb 24;403(6772):901-6.
B J Reinhart, F J Slack, M Basson, A E Pasquinelli, J C Bettinger, A E Rougvie, H R Horvitz, G Ruvkun
let-7というマイクロRNAが、lin-41遺伝子などを制御することでやはり発生のタイミングを調節。let-7はヒトにも保存されていて癌の発生などに関わることが後に明らかとなり、マイクロRNA研究は一大分野となった。Ruvkun研。2000年。
Cell. 1993 Dec 3;75(5):843-54.
R C Lee, R L Feinbaum, V Ambros.
Cell. 1993 Dec 3;75(5):855-62.
B Wightman, I Ha, G Ruvkun
lin-4というマイクロRNAが、lin-14遺伝子の非翻訳領域を標的にすることで線虫の発生のタイミングを調節。lin-4は全生物種を通じ最初に発見されたマイクロRNA。Ambros研とRuvkun研（2本同時掲載）。1993年。
https://www.cell.com/fulltext/0092-8674(93)90529-Y
https://www.cell.com/fulltext/0092-8674(93)90530-4
AmbrosとRuvkunは、線虫で次にノーベル賞をとるのはこの２人、とよく言われている。（「マイクロRNAの発見」で）
実際にノーベル賞が出ても誰も驚かない成果なことは間違いない。ノーベル賞の登竜門と言われるガードナー賞やラスカー賞は既に受賞している。
Curr Biol. 2011 Aug 9;21(15):1326-30.
Sean M Maguire, Christopher M Clark, John Nunnari, Jennifer K Pirri, Mark J Alkema
D. doedycoidesなどの菌類は、収縮する菌糸のリングで線虫を捕獲し、動けなくなった線虫を「食べる」。線虫は頭部に接触刺激を感じた際に首振りを抑えながら後退することで、このリングのトラップから逃れようとする。UMMSのAlkema研。2011年。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096098221100769X
線虫は地球のバイオマスの15%を占めるなどという話もある（サンプルを採取する場所によって結果が大きく異なるようだが）。線虫を捕らえて殺してから養分を得るのは、微生物にとっても生存のために合理的な戦略なのだろう。
アベルメクチンを産生する菌のように、化学物質を分泌して線虫を殺すのもメジャーな手段の一つ。
逆に菌類を食べるC. elegansのような線虫も多く、線虫と菌類は多くのケースで「食うか食われるか」の関係。
Curr Biol. 2013 Nov 4;23(21):2157-61.
Jonathan Hodgkin, Marie-Anne Félix, Laura C Clark, Dave Stroud, Maria J Gravato-Nobre
あるLeucobacter属の菌は、線虫の尾部を他の線虫の尾部に接着して次々と集め、弱った線虫を「食べる」。線虫が放射状に集まる様子は、学会では「Death star」（スター・ウォーズの星）と呼ばれたが、論文では「Worm-star」。2013年。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982213011263
Genetics. 2018 Oct;210(2):445-461.
Woojin Kim, Ryan S Underwood, Iva Greenwald, Daniel D Shaye.
線虫とヒトの遺伝子の対応関係をまとめた「OrthoList」の最新版。線虫の遺伝子がヒトにもあるか（あるいはその逆）が知りたくなったら、彼らのウェブサイトかエクセルファイル（FigshareのFile_S7）を見るとよい。イリノイ大学シカゴ校Shaye研など。2018年。
Nature. 1992 May 21;357(6375):255-7.
B Goldstein
線虫の初期発生でEMS細胞はMS（mesoderm）細胞とE（endoderm）細胞に不等分裂するが、E細胞の分化は後方のP2細胞の存在に依存する。初期胚発生の名作。著者（単著）のBob Goldsteinは、最近クマムシの研究も精力的に行っている。1992年。
https://www.nature.com/articles/357255a0
E細胞を分化させるためにP2細胞から送られるシグナルの実体は、MOM-2/Wnt・MOM-5/FrizzledなどからなるWntシグナリングと後に明らかになった。1997年（2本同時掲載）。
Nat Neurosci. 2003 Nov;6(11):1145-52.
Asim A Beg, Erik M Jorgensen
よく線虫神経系の数理モデリングで「Daleの法則」が仮定されるが、不適切。線虫は１神経から複数の伝達物質が放出されるし、グルタミン酸が抑制性にも働くし（前投稿）、GABAを興奮性に働かせる受容体（下記論文）すらある。ユタ大学Jorgensen研。2003年。
https://www.nature.com/articles/nn1136
（注）Daleの法則：
「１つのニューロンは，その出力が分岐していても，その終末からは同一の伝達物質を放出する．つまり，同じニューロンから興奮性物質と抑制性物質は同時に放出されない」
http://neuro.sfc.keio.ac.jp/~masato/study/pulse2/07/7_2_FRN.htm
Genetics. 2003 May;164(1):153-62.
John Keane, Leon Avery
大村智のノーベル賞受賞（2015年）で知られる殺線虫薬イベルメクチンは、C. elegansに対してはグルタミン酸作動性ClチャネルAVR-14・AVR-15に作用して摂食を阻害することで薬効を持つ。テキサス大学Avery研2003年。
https://www.genetics.org/content/164/1/153
グルタミン酸作動性Clチャネルは無脊椎動物しか持たないので、ヒトや家畜への副作用が少ない抗寄生虫薬の有望な標的になる。グルタミン酸は興奮性神経伝達物質というイメージが強いが、グルタミン酸作動性Clチャネルがある生物種ではグルタミン酸は抑制性にも働きうる。
Cell Rep. 2018 Jan 2;22(1):232-241.
Katsufumi Dejima, Sayaka Hori, Satoru Iwata, Yuji Suehiro, Sawako Yoshina, Tomoko Motohashi, Shohei Mitani.
CRISPR/Cas9で染色体に逆位を２回起こしたバランサー株を多数作製。蛍光マーカーや形態異常変異の組み合わせでバランサーの維持が容易。様々な用途で感動的に便利。東女医大の三谷研究室。2018年。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124717318338
なぜバランサーを作るのに逆位を２回起こす必要があるのか、１回ではだめなのか？という点は、例えば下記サイトのFig 17-16あたりを見れば価値がわかりやすい？ １回の逆位では、染色体がループ構造をとってうまく対合し、組み換わって異数体（aneuploidy）になってしまう。
Nat Neurosci. 2008 Aug;11(8):916-22.
Alex Ward, Jie Liu, Zhaoyang Feng & X Z Shawn Xu.
線虫には眼に相当する器官はないが、光（特に短波長光）が当たると光を嫌って逃げる、つまり「視覚」があるという論文。2007年の国際線虫学会(UCLA)はこの衝撃的な話題で持ちきりだったらしい。2008年。
https://www.nature.com/articles/nn.2155
Cell. 2016 Nov 17;167(5):1252-1263.e10.
Jianke Gong, Yiyuan Yuan, Alex Ward, Lijun Kang, Bi Zhang, Zhiping Wu, Junmin Peng, Zhaoyang Feng, Jianfeng Liu, X Z Shawn Xu.
紫外線の忌避については、7回膜貫通型受容体のLITE-1が光受容体として働くことが後に報告された。線虫でオプトジェネティクスをする場合は、光照射の影響を弱めるためにこの受容体を欠失した変異体を用いるケースが多い。2016年。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867416315185
なお、ミミズも眼はないが（名前が「目見えず」に由来すると言われるくらい）、光を感じることができ、強い光が当たると逃げる。表皮の奥に光受容細胞があって身体中に散在している。
Dev Biol. 2008 Feb 1;314(1):93-9.
Zhongying Zhao, Thomas J Boyle, Zhirong Bao, John I Murray, Barbara Mericle, Robert H Waterston
遺伝的にクジラとコウモリほどに離れたC. elegansとC. briggsaeだが、胚発生の細胞分裂と細胞死のパターン（細胞系譜）は、確認できるかぎりほとんど同一。この発生がいかに不可侵で完璧かがわかる。ワシントン大学Waterston研など。2008年。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012160607015436
Nat Commun. 2018 Aug 10;9(1):3216.
Natsumi Kanzaki, Isheng J. Tsai, Ryusei Tanaka, Vicky L. Hunt, Dang Liu, Kenji Tsuyama, Yasunobu Maeda, Satoshi Namai, Ryohei Kumagai, Alan Tracey, Nancy Holroyd, Stephen R. Doyle, Gavin C. Woodruff, Kazunori Murase, Hiromi Kitazume, Cynthia Chai, Allison Akagi, Oishika Panda, Huei-Mien Ke, Frank C. Schroeder, John Wang, Matthew Berriman, Paul W. Sternberg, Asako Sugimoto & Taisei Kikuchi
C. elegansの最近縁種であるC. inopinataを沖縄のイチジクから発見し、形態やゲノム配列を報告。C. elegansの近縁種は採集が難航し、発見に懸賞金がかかったこともあった。東北大の杉本亜砂子研究室など。2018年。
https://www.nature.com/articles/s41467-018-05712-5
(脱線) C. elegansの近縁種としてはCaenorhabditis briggsaeがよく用いられてきたが、ゲノム配列からは実はそれほど近縁ではなく、例えば「クジラとコウモリ」と同程度にC. elegansと遺伝学的距離が離れている。
C.エレガンスという名について「これのどこがエレガンス？」と思う人が多いようだが、他の近縁種を飼育すれば理由がわかる。C. briggsaeはシャーレの壁を登るなど、行動が荒々しい。C. elegansは動きが優雅で、ブレナーが複数の線虫種の中から実験生物に採用したのも納得。
ブレナーはまずC. briggsaeを研究しようとしたが、最終的にはC. elegansを研究対象に選んだ。他にもM. lheritieriという種に「N1」という株名をつけて候補に入れていた。C. elegans野生型株の名前「N2」のNはnematode、2は２番目の株、という意味。
Cell. 1996 Mar 22;84(6):899-909.
P Sengupta, J H Chou, C I Bargmann
匂い物質ジアセチルを受容する嗅覚受容体ODR-10が嗅覚神経AWAで発現することで、線虫がジアセチルに誘引される行動が起こることを示した論文。一般的な神経科学の教科書にも載っているほど有名。Sengupta、Bargmannら。
Science. 1997 Aug 15;277(5328):942-6.
K D Kimura, H A Tissenbaum, Y Liu, G Ruvkun.
インシュリン/PI3キナーゼ経路の機能減少変異体では、線虫の寿命が野生型よりも大幅に長くなることを示した論文の一つ。名市大・木村幸太郎先生の留学時代の仕事。1993年。
アミノ酸配列を変えずに制限酵素認識配列を導入する、CRISPR/Cas9ゲノム編集時のジェノタイピングをしやすくするための新しいウェブツール。David Fay研。2020年。
Genome Res. 2019 Jun;29(6):1009-1022.
Jun Yoshimura, Kazuki Ichikawa, Massa J Shoura, Karen L Artiles, Idan Gabdank, Lamia Wahba, Cheryl L Smith, Mark L Edgley, Ann E Rougvie, Andrew Z Fire, Shinichi Morishita, Erich M Schwarz
N2由来のVC2010株について、より完全にゲノムを読み直した。新しい遺伝子候補も多く発見。今から新しいプロジェクト（特に新しい変異体の単離）を始めるなら、N2よりVC2010を使った方がよいかもしれない。コーネル大学Schwarz研など。東大の森下研が参加。
https://genome.cshlp.org/content/early/2019/05/20/gr.244830.118
Science. 2009 Jun 26;324(5935):1729-32
Clifford P Brangwynne, Christian R Eckmann, David S Courson, Agata Rybarska, Carsten Hoege, Jöbin Gharakhani, Frank Jülicher, Anthony A Hyman
線虫の生殖顆粒（P顆粒、P granules）が液体様の構造体であることを示し、相分離生物学の大流行のきっかけとなった。筆頭著者（Brangwynne）と責任著者（Hyman）は今年のNakasone Awardを受賞。Max Planck研究所など。2009年。
PLoS Genet. 2017 Apr 10;13(4):e1006717.
Andreas H Ludewig, Clotilde Gimond, Joshua C Judkins, Staci Thornton, Dania C Pulido, Robert J Micikas, Frank Döring, Adam Antebi, Christian Braendle, Frank C Schroeder.
幼虫期に個体密度が高い方が、（餌の取り合いになって良くないという直感に反して）線虫は速く成長する。コーネル大学Schroeder研など。2017年。
https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1006717
Genetics. 1974 May;77(1):71-94.
S Brenner.
C. elegansの培養法の確立、順遺伝学的スクリーニングによる変異体の単離、変異体の原因遺伝子のマッピングによる染色体地図の作製を行った偉大な古典。現在でも多くの論文がメテメソの最初で引用。シドニー・ブレナー単著。1974年。
