研究テーマ

多様性の理解とそれらの知見の応用

生物はなぜこんなにも多様なのだろうか？―この疑問が一番のモチベーションです。多様性にも、種の多様性・形態的多様性・遺伝的多様性などさまざまな多様性があります。それらの多様性についてまず把握し、そしてなぜ・どのように形成されてきたのかを理解したいと考えています。そのために、めくるめく多様性を誇る軟体動物をモデルとして研究を行っています。そしてこれらの知見を社会のために役立てたいと考えています。
具体的には以下の研究を実施しています：
・軟体動物の多様性の解明

・軟体動物のゲノム情報の整備

・軟体動物の保全生物学

軟体動物の多様性の解明

多様性について研究するためにはまず多様性を把握しなければなりません。そのために主に陸産貝類について分布の調査や種・生態・形態の多様性を把握する研究を進めています (伊藤ほか, 2021; 石井ほか, 2024; Kagawa et al., 2024; Saito et al., 2024; Nekola et al., 2025)。

なかでもミスジマイマイ種群 Euhadra peliomphala species complexはお気に入りの研究対象です。ミスジマイマイ種群は遺伝的に極めて多様化しているうえ多数回の交雑を含む非常に複雑な歴史をもつことがわかりました (Ishii et al., 2026)。具体的には12系統にわかれ、それらの系統は交雑を3度も経験しながら形成されたうえ、それらの系統が形成されたあとにも交雑がおきていることがわかりました。

多様性はどのように形成されるのか？

異なる見た目、行動、種は遺伝子/タンパク質の変化によって実現されるのでしょうか。

たとえば私と共同研究者は体の左右が入れ替わる遺伝子を陸産貝類で発見しました (Lewis and Ishii et al., 2026)。動物において左右がどのように決まるのか？左右はの決定は体を形作るうえで非常に重要なイベントです。そしてヒトでは左右が反転することによって深刻な疾患 (例：カルタゲナー症候群) が引き起こされることが知られています。そのため、左右がどのようなメカニズムによって決定されるのかは応用上も非常に重要な知見となります。

左右がどのように決定されるのかを考えるうえで、もっともシンプルな方法は左右が反転している個体同士を比較することですが、左右対称な動物では原則として左右が反転しているかどうかが外見では判断できず、研究が困難でした。貝類は興味深いことに体の左右が貝殻の巻き方向に反映される、すなわち右巻きと左巻きの間では左右が反転していることが知られています。貝殻の巻き方向は外見でわかるので、外見から左右の反転がわかる稀有な例でした。そこで、私たちは左右性に種内多型があり比較が可能なヒダリマキマイマイに注目し研究を進めた結果、細胞骨格にかかわるミオシン遺伝子の変異によってヒダリマキマイマイの左右が反転していることがわかりました。これまでにショウジョウバエでもミオシン遺伝子が左右の反転をもたらすことが知られていましたが、ミオシン遺伝子には数多くの種類があり、ヒダリマキマイマイで左右反転を引き起こすミオシン遺伝子とショウジョウバエのそれは少し異なる遺伝子でした。すなわち、この研究では左右性にかかわる新たな遺伝子を発見することができたといえます。では、ミオシン遺伝子の違いがどのように作用し最終的に左右を反転させるのか、これはまだ未解明な問題であり今後の課題です。

軟体動物のゲノム情報の整備

ゲノム情報の重要性は、多様性の把握や進化のメカニズムの解明、生物多様性保全など幅広い分野で近年ますます上昇しています。しかしながら、軟体動物では全ゲノムやトランスクリプトームなどのゲノム情報が不足しています。特に陸産貝類の全ゲノムはわずか10種弱 (2024年12月時点) しか得られていませんでした。そこで、日本産の軟体動物についてゲノム情報を整備しています。第一弾としてオナジマイマイBradybaena similaris について全ゲノムデータを発表しました (Ishii et al., 2025)。

軟体動物の保全生物学

進化生物学や生態学で使用されるような技術を利用して社会に貢献できないかと考え、保全遺伝学的研究も展開しています。

これまでにはイケチョウガイという淡水二枚貝について保全遺伝学的研究を実施しました。イケチョウガイはもともと琵琶湖の固有種ですが、真珠養殖のためいくつかの湖に移植された稀有な経歴をもちます。これまでにイケチョウガイが外来種ヒレイケチョウガイとの交雑により、遺伝的に純粋なイケチョウガイが失われつつあることが分かっていました。そこで高解像度の遺伝子解析を実施し、遺伝的に純粋なイケチョウガイはひとつの湖にのみに分布している可能性が高いこと、そしてその集団は遺伝的多様性が極めて低く、絶滅リスクが極めて高いことを明らかにしました (Ishii et al., 2024)。