Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

視物質 / オプシン / ゼブラフィッシュ / 霊長類 / 原猿類 / 夜行性 / 色覚 / 進化 / ヨザル / 原猿 / 新世界ザル / GFP / 発現制御 / プロモーター / 視細胞

ゼブラフィッシュに関して:ゼブラフィッシュの赤型視物質遺伝子と緑型視物質遺伝子がそれぞれ2種類(LWS-1,LWS-2)及び4種類(RH2-1,RH2-2,RH2-3,RH2-4)ずつ存在し、青型(SWS2)、紫外線型(SWS1)、桿体型(RH1)は1種類のみであることを明らかにした。また、これらのうちLWS-2,RG2-2,RH2-3は新規遺伝子であることを示した。また、視物質再構成実験と吸収光波長測定によりこれらのサブタイプ間及びタイプ間に最大吸収波長(λmax)の大きな分化が生じていることを明らかにした。さらにリアルタイム定量PCRにより、これらの視物質遺伝子が全て網膜で発現しており、タイプ及びサブタイプ間に大きな発現量の相違があることを明らかにした。桿体視物質遺伝子(RH1)に関しては、遺伝子上流域-GFPレポーターによるトランスジェニックゼブラフィッシュの解析により、遺伝子上流1.1kbが桿体視細胞特異的な発現を誘導するのに十分であることを示した。
夜行性霊長類に関して:真猿類中唯一夜行性であるヨザルではY染色体にも赤-緑視物質遺伝子が存在し、それが非常に多様性に富むことを発見した。また、夜行性への適応進化を考察する上で興味深いことに、夜行性であるロリス科の原猿類が2つの桿体視物質遺伝子を有する可能性を示した。さらに夜行性と錐体視物質遺伝子の不活性化の関連を研究する上で重要な知見として、ロリス科原猿類においては青視物質遺伝子が偽遺伝子化していることを見出した。同じく夜行性への適応進化として赤-緑視物質光感受性の青方シフトがこれまでマウスやヤモリにおいて指摘されていたが、ガラゴにおいても独立にこの青方シフトが生じていることをガラゴ視物質の再構成実験により明らかにした。

霊長類 / 新世界ザル / オプシン / 視物質 / 色覚 / 進化 / 遺伝子 / 原猿

新世界ザルであるコモンマーモセットとヨザルは従来の仮説と異なり複数の赤緑視物質遺伝子をもつことが前年度に示唆された。そこでこのことを検証するために各々のオス個体よりゲノムライブラリーを作成し赤緑視物質遺伝子の単離を試みた。そしてこれら2種において実際に複数の異なる赤緑視物質遺伝子の単離に成功した。コモンマーモセット赤緑視物質遺伝子にはp561、p556、p543の3表現型が知られているが、単離された遺伝子は塩基配列からp561とp543をコードしていることがわかった。コモンマーモセット計30個体に対するサザンハイブリダイゼーションからp556に特有のバンディングパターンを推定することを得たため、それを示す個体の網膜より赤緑視物質遺伝子cDNAを単離し、塩基配列からそれがp556であることを確認した。さらに視物質再構成実験によりこれらの遺伝子産物の吸光特性も予想される表現型と一致することを確認した。これらによりオスに2種類の表現型に対応する遺伝子を持つ個体がいることが明らかとなった。FISH(fluorescent in situ hybridization)分析の結果、コモンマーモセットにおいてもヨザルにおいても赤緑視物質遺伝子はX染色体長腕端に位置し、他の染色体上には存在しないことを明らかにした。しかしながらコモンマーモセットの家系を用いて三型の遺伝様式の解析を行った結果、オスにおける赤緑視物質遺伝子の複数性は二卵性双生児胚間の血液交換によるものであり、複数の遺伝子座位が存在するわけではないことが明らかになった。一方、ヨザルにおいては5種類の赤緑視物質遺伝子が単離されたが、それらのうち4遺伝子は終止コドンにより翻訳領域が中断されており、機能しているのは1種類のみと考えられた。これらの結果は従来の新世界霊長類色覚遺伝子に関するX染色体性1座位3対立遺伝子仮説にゲノム解析学的根拠を与えるものであった。