Natural Variation in a Neuropeptide Y Receptor Homolog Modifies Social Behavior and Food Response in C. elegans

Cell. 1998 Sep 4;94(5):679-89.

M de Bono, C I Bargmann.

C.エレガンス野生株は、飼育時に各個体が孤立して行動する株（イギリス産N2など）と凝集して集団で行動する株（ハワイ産CB4856など）に分かれるが、この違いがペプチド受容体NPR-1の配列の差で起こることを報告。当時UCSFにいたde BonoとBargmann。1998年。

https://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(00)81609-8

線虫の凝集は一種の社会性行動と当初考えられたが、低酸素濃度への走性が重要と後に明らかに。グアニル酸シクラーゼGCY-35などの関与をBargmann研・de Bono研が報告（独立した弟子が元ラボと競合してしまう、よくあるパターン）。2004(5)年。

https://www.nature.com/articles/nature02714

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(04)00389-6

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(05)00389-1

ペプチド受容体NPR-1のリガンドは、FMRFamide（無脊椎動物に多く存在し、C末端がフェニルアラニン）様ペプチドのFLP-18/FLP-21と後に明らかに。ニューロペプチド受容体のリガンド同定（脱オーファン化）は線虫で初めて。Kubiak研・de Bono研。2003年。

https://www.jbc.org/article/S0021-9258(20)83675-8/fulltext

https://www.nature.com/articles/nn1140

ペプチド受容体NPR-1は、多数の感覚神経とギャップ結合（spoke）でつながるような中心（hub）の神経になっているRMG神経で機能し、この「hub-and-spoke」型の神経回路を働かなくすることで線虫の凝集を制御することが後に報告された。Bargmann研。2009年。

https://www.nature.com/articles/nature07886

Insulin, cGMP, and TGF-β Signals Regulate Food Intake and Quiescence in C. elegans: A Model for Satiety

Cell Metab. 2008 Mar;7(3):249-57.

Young-jai You, Jeongho Kim, David M Raizen, Leon Avery.

線虫は基本的に餌があれば四六時中食べ続けるが、食べやすい良質な餌を摂取したり絶食後に大量の餌を摂取したりするとSatiety（満腹）になって活動を停止する。Insulin、cGMP、TGF-βが関与。UTサウスウェスタンにいたYou（現名古屋大）、Averyら。2008年。

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(08)00006-5

Nictation, a dispersal behavior of the nematode Caenorhabditis elegans, is regulated by IL2 neurons

Nat Neurosci. 2011 Nov 13;15(1):107-12.

Harksun Lee, Myung-kyu Choi, Daehan Lee, Hye-sung Kim, Hyejin Hwang, Heekyeong Kim, Sungsu Park, Young-ki Paik, Junho Lee.

Nictation（飢餓状態の線虫が昆虫などに付着して遠くに移動するため、直立して頭部を揺らす行動）のアッセイ系を確立し、IL2神経からのアセチルコリン伝達が重要と報告。ショウジョウバエと一緒に飼育して、離れた場所への移動を見る実験がユニーク。ソウル大Lee研。2011年。

https://www.nature.com/articles/nn.2975

C. elegans provide milk for their young

bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2020.11.15.380253

Carina C. Kern, StJohn Townsend, Antoine Salzmann, Nigel B. Rendell, Graham W. Taylor, Ruxandra M. Comisel, Lazaros C. Foukas, Jürg Bähler, David Gems.

生殖活動を停止した母親の線虫が自身の腸に由来する卵黄物質（Yolk）を陰門から排出し、これが子の栄養となって母乳のように機能するという説を提唱。ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンのGems研。2020年プレプリント。

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.11.15.380253v1

Gems研は（ネットでバズる）印象的な論文タイトルをつけるのがうまく、上記の「C. elegans provide milk …」の他にも例えば「C. elegans eats its own intestine to make yolk …」という論文を出している。

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)30826-1

CeMbio - The Caenorhabditis elegans Microbiome Resource

G3 (Bethesda). 2020 Sep 2;10(9):3025-3039.  

Philipp Dirksen, Adrien Assié, Johannes Zimmermann, Fan Zhang, Adina-Malin Tietje, Sarah Arnaud Marsh, Marie-Anne Félix, Michael Shapira, Christoph Kaleta, Hinrich Schulenburg, Buck S Samuel.

自然界でC.エレガンスと共生する代表的な腸内微生物を13種類選び、そのコレクションをCeMbioと命名。腸内微生物叢と宿主動物の相互作用をクリーンかつ遺伝学的に研究できるモデルになると主張。ベイラー医科大Samuel研など多数。2020年。

https://www.g3journal.org/content/10/9/3025

Widespread Genetic Incompatibility in C. elegans Maintained by Balancing Selection; A Novel Sperm-Delivered Toxin Causes Late-Stage Embryo Lethality and Transmission Ratio Distortion in C. elegans

Science. 2008 Feb 1;319(5863):589-94.

Hannah S Seidel, Matthew V Rockman, Leonid Kruglyak.

PLoS Biol. 2011 Jul;9(7):e1001115.

Hannah S Seidel, Michael Ailion, Jialing Li, Alexander van Oudenaarden, Matthew V Rockman, Leonid Kruglyak

野生線虫株には、有毒な遺伝子peel-1とそれを解毒する遺伝子zeel-1に多型がある。精子がpeel-1を持つのに胚がzeel-1を持たないと致死になる。peel-1はネガティブセレクションマーカーとして利用される。プリンストン大学Kruglyak研。2008/2011年。

https://science.sciencemag.org/content/319/5863/589.long

https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.1001115

Natural Variation in plep-1 Causes Male-Male Copulatory Behavior in C. elegans

Curr Biol. 2015 Oct 19;25(20):2730-7.  

Luke M Noble, Audrey S Chang, Daniel McNelis, Max Kramer, Mimi Yen, Jasmine P Nicodemus, David D Riccardi, Patrick Ammerman, Matthew Phillips, Tangirul Islam, Matthew V Rockman.

線虫の野生単離株には、浸透圧調整のための排泄孔（前方の首付近にある）を使って、オス同士で交尾してしまうものがいる。このオス同士の交尾は有害で、plep-1遺伝子の変異により他のオスに交尾されるようになってしまう。NYUのRockman研。2015年。

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(15)01098-2

同性愛批判においてその主張の根拠として「生物学的に不自然」と言われることがあるが、実際には線虫以外にも多くの動物で見られる現象（どのような進化的意義があるのかは多くのケースで不明だが）。

https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(09)00154-2

Lethargus is a Caenorhabditis elegans sleep-like state

Nature. 2008 Jan 31;451(7178):569-72.

David M Raizen, John E Zimmerman, Matthew H Maycock, Uyen D Ta, Young-jai You, Meera V Sundaram, Allan I Pack

線虫が脱皮の前に活動を抑制する期間である「Lethargus」が、「睡眠」に似た状態だと主張。cGMP依存プロテインキナーゼのEGL-4がこの睡眠を制御。睡眠は発生変化を起こすために進化した？ ペンシルバニア大学、Raizenら。2008年。

https://www.nature.com/articles/nature06535

線虫が「寝る」ときは、身体を伸ばしながら首を曲げて、アイスホッケーのスティックのような独特の姿勢を取ることが多い。単に弱ったときはこの姿勢はとらない。理由は不明だが、身体を回転させやすくして脱皮の準備をしている？ シカゴ大学Biron研。2014年。

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0101162

Natural and experimental infection of Caenorhabditis nematodes by novel viruses related to nodaviruses

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

The C. elegans Touch Response Facilitates Escape from Predacious Fungi

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。

Two Leucobacter strains exert complementary virulence on Caenorhabditis including death by worm-star formation

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

Biology and genome of a newly discovered sibling species of Caenorhabditis elegans

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。