酵素を盗む魚？

中部大学の大場裕一教授は、米モントレー湾水族館研究所の別所-上原学博士、名古屋大学の山本直之教授らと共同で、魚類では初めてとなるルシフェラーゼの由来の解明に成功。研究成果は2020年1月9日（日本時間）、米科学誌サイエンス・アドバンシスに掲載された。

キンメモドキは浅海性の魚で、胸部と肛門に管状の発光器を持ち、半透明な筋肉組織を通して腹側が発光。発光器には反射板や光を消す役割を持つ組織も備えている。夜行性のキンメモドキは発光することで、月明かりなどでできる影を消し、海底の捕食者から身を守る（カウンターイルミネーション）と考えられている。

生物発光はバクテリアから脊椎動物に至るまで広く見られる現象で、酵素「ルシフェラーゼ」と基質「ルシフェリン」による化学反応で光を生じる。発光生物は海洋に生息するものが多く、バクテリアによる共生発光型とルシフェラーゼを用いる自力発光型の2つに分類される。発光する生物は起源が異なるルシフェラーゼを進化させてきたと考えられているが、魚類のルシフェラーゼ遺伝子は特定されず、どのような発光システムを持ち、どのように進化したのかが分かっていなかった。研究グループは、キンメモドキが持つルシフェラーゼのアミノ酸配列を解析。甲殻類のトガリウミホタルのものと同一であることが分かった。キンメモドキは、餌であるウミホタルを与えずに長期間飼育すると発光能力を失うが、ウミホタルを与えるとルシフェラーゼを体内に取り込んで能力を回復。ルシフェリンとルシフェラーゼを別々の器官に貯蔵し、発光器で反応させることが分かった。過去の研究で、キンメモドキはウミホタル類を捕食して基質となるウミホタルルシフェリンを得ることが示唆されていたが、研究グループは、キンメモドキがウミホタルからルシフェリンとともにルシフェラーゼも獲得していることを明らかにした。

酵素はタンパク質からできているので、食物として体内に入ると消化器官で分解され、本来の機能は失われてしまう。仕組みを明らかにすることで、インスリンや抗体医薬品のようなタンパク質医薬品を、注射薬ではなく飲み薬にできる可能性がある。

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