東京大学の小川洋平特任研究員らのグループは、脊椎動物の原型である4色型色覚をもつゼブラフィッシュを用いた研究を行い、青色や緑色を感じる色センサー(色覚に関わる光受容タンパク質)の遺伝子制御に必須の鍵分子を発見した。

 動物の網膜には複数種の色センサーが備わり、これらを組み合わせて「色」を知覚できる。脊椎動物の祖先種は4種(紫・青・緑・赤)の色センサーを持ち、4色型の色覚が原型とされる。これまで紫や赤の色センサーは研究されてきたが、青と緑の色センサーの役割やそれらの遺伝子制御の仕組みは不明だった。

 研究グループは、4色型の色覚をもつ小型魚類ゼブラフィッシュを用いて色センサー遺伝子の制御に必須の分子を探索。網膜における遺伝子発現パターンを解析し、錐体細胞に強く発現する分子として転写制御因子Six6とSix7を特定した。さらに、Six6とSix7が青と緑の色センサー遺伝子の発現を協調的に制御することが分かった。また、遺伝子操作によりSix6とSix7を欠損させると動物の餌をとる(摂餌)能力が著しく低下するため、これらの鍵分子の働きによる色覚の発達が動物の生存に必須と判明した。

 哺乳類は進化の過程でいったん昼行性から夜行性となり、色センサー4種のうち青と緑を失った。ヒトの祖先は残った2種のうち赤色センサーを倍化させて緑色センサーを生み出し、青~緑色の波長領域をカバーできる変型3色型(青・緑・赤)色覚を獲得した。太陽光を環境シグナルとして活用するには、中央の波長領域である青~緑色の受容が有利だった可能性がある。今後の研究により、多様な色覚タイプを支える遺伝子制御メカニズムや、その進化プロセスの解明が期待される。

論文情報:【Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America】Six6 and Six7 coordinately regulate expression of middle-wavelength opsins in zebrafish

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