中部大学の研究活動

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ホタルのゲノム解読に成功 ―ホタルの光の遺伝子の進化が明らかに― (大場裕一准教授ら)

【2018年10月16日】

プレスリリース

研究成果のポイント

  • ホタルのゲノムの解読に成功。約1万5千個の遺伝子を持つことが明らかに。
  • ホタルの仲間がどのように光る能力を手に入れたのか、光る遺伝子の誕生の謎が解明された。遺伝子の重複が鍵。
  • ホタルのゲノム情報は、ホタルの発光を利用したバイオテクノロジーの発展や、ホタルを指標とした環境保全のための基盤情報としても重要。

発表概要

基礎生物学研究所の重信秀治特任准教授と中部大学の大場裕一准教授別サイトにリンクします、別所学博士(現所属:米国モントレー湾水族館研究所)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ました。また米国マサチューセッツ工科大学(MIT)と共同で、米国産ホタル「フォティヌス・ピラリス」のゲノムも解読しました。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光る能力を手に入れたのか、その歴史の詳細が初めて明らかになりました。ホタルの発光は、ルシフェラーゼと呼ばれる酵素とルシフェリンと呼ばれる基質が反応することによって光を発生することが知られています。今回の研究により、進化の過程でホタルがどのようにして発光に必要なルシフェラーゼ遺伝子を獲得したのかが判明しました。光らない生物でも普遍的に持っている、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て複数のコピーが存在するようになり、そのひとつが発光活性を持つルシフェラーゼに進化したことがわかりました。さらに、ルシフェラーゼはもう1度遺伝子重複を起こし、ひとつはホタルの成虫の発光器官で、他方は卵と蛹で発光するように進化したこと、そしてこれらのイベントが1億年以上前に起こったことがわかりました。また、研究グループは、ホタルと近縁な発光昆虫ヒカリコメツキのゲノムも解読し、この昆虫のルシフェラーゼもアシルCoA合成酵素を起源としているものの、ホタルとは独立に発光の能力を獲得したことも明らかにしました。近年、環境保全の観点からもホタルは注目されていますが、今回明らかにしたホタルのゲノム情報はその基盤情報としても重要です。本成果は、eLife誌に2018年10月16日付で掲載されました。

ヘイケボタルの成虫

ヘイケボタルの成虫。今回のゲノム解読の試料に使ったIkeya-Y90系統。

本学の問い合わせ先

大場裕一 (中部大学 応用生物学部環境生物科学科 准教授)
E-mail:yoba[at]isc.chubu.ac.jp ※アドレスの[at]は@に変更してください。
電話:0568-51-9332 (研究室直通)

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