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ホタルのゲノム解読に成功、「ホタルの光」に1億年以上の歴史

基礎生物学研究所の重信秀治特任准教授、中部大学の大場裕一准教授、別所学博士らの研究グループは、「ヘイケボタル」のゲノムの解読に成功した。

また、米国のマサチューセッツ工科大学(通称「MIT」)と共同で、米国のホタル「フォティヌス・ピラリス」のゲノムも解読した。

両者のゲノムを比較することにより、ホタルの仲間がどのようにして発る能力を手に入たのか、その歴史が始めて明らかとなった。

情報元:Firefly genomes illuminate parallel origins of bioluminescence in beetles | eLife

 

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ヘイケボタル、出典:Wikipedia

 

ホタルには、お尻の近くいに「発光器」という黄色い部位がある。この中には「ルシフェリン」という酵素と、「ルシフェラーゼ」という発光素(酸化されて発光する物質)がある。ホタルは、この2つの物質と体の中の酸素を反応させ、光を出している。

「ルシフェラーゼ」はホタルによって違いがある。このため、ホタルの光には、一般に知られている黄緑色の光以外にも、黄色やオレンジ色などの色もある。

なお、ホタルの光は熱くない。

 

ルシフェラーゼは、光らない生物も持っている「アシルCoA合成酵素」と呼ばれる脂肪酸代謝酵素の遺伝子が、進化の過程で何度も重複を起こし、複数のコピーが存在するようになり、その一つがルシフェラーゼに進化したことがわかった。

ルシフェラーゼは、更にもう1度遺伝子重複を起こしており、一つは「ホタルの成虫の発光器官」で、もう一つは「卵と蛹(さなぎ)」で発光するように進化したこともわかった。ホタルの成虫の光と、卵や蛹の光は、別の光という訳だ。

この進化は、ヘイケボタルとフォティヌス・ピラリスに共通したものであるため、それぞれに分かれた約1億500万年前より前に、共通の祖先がすでに発光能力を得ていたと解釈できる。

 

同研究チームは、ホタル科に近いコメツキムシ科で中南米にいる発光昆虫「ヒカリコメツキ」のゲノムも解読した。

ホタル同様、「アシルCoA合成酵素」を起源にルシフェラーゼが生じていたが、ホタルとは別に独自に進化していたことがわかった。

ヘイケボタルとフォティヌス・ピラリスの共通祖先」とヒカリコメツキは、約1億1500万年前に分かれた。

 

ルシフェリン合成の仕組みが解明されることにより、今後、医療などへの応用も期待される。

 

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ホタルの光に1億年以上の歴史があることがわかった。

ホタルの光は、美しく神秘的だ。 

 

人類の直接の祖先と目されている「ヒト亜科」として区分される動物が現れたのが、500万年~600万年前と言われている。

人類の歴史など、ホタルの歴史と比べれば短いものだ。

生物という観点では、ホタル大先輩である。