新世界ザルにおける嗅覚及び味覚受容体の多様化進化

抄録

霊長類は一般的に視覚依存の動物とされ，他の感覚，特に嗅覚の重要性は低いと考えられてきたが，近年の研究の進展により再考が迫られている。新世界ザルは食性や色覚の多様性が顕著であるため，進化生態学的な文脈で様々な感覚の相互作用を理解するのに好適といえる。そこで本研究は，新世界ザル全3科と多様な色覚型を網羅して，フサオマキザル（オマキザル亜科：3アリル2-3色型色覚），セマダラタマリン（マーモセット亜科：3アリル2-3色型色覚），アザレヨザル（ヨザル亜科：1色型色盲），チュウベイクモザル（クモザル亜科：2アリル2-3色型色覚），マントホエザル（ホエザル亜科：恒常的3色型色覚），ダスキーティティ（ティティ亜科：3アリル2-3色型色覚）の6種を対象に，ターゲットキャプチャーと次世代シークエンシングにより，遺伝子数の膨大な嗅覚受容体（OR）に加え，苦味受容体（TAS2Rs）と旨味甘味受容体（TAS1Rs）遺伝子の全レパートリーを明らかにすることにした。トレードオフ仮説の予測と異なり，新世界ザルで唯一恒常的3色型色覚のホエザルは，他の2色型3色型多型の種に比べ，OR偽遺伝子割合は特に高くはなかった。総OR遺伝子数や偽遺伝子割合に種間で顕著な違いが見られない一方で，機能遺伝子と偽遺伝子のレパートリー構成は種間で大きく異なっていた。TAS2Rsは中立対照に対して塩基多型度が，特に非同義変異で高い傾向にあり，苦味感覚の多様化進化が示唆された。これら6種の新世界ザルのTAS2R16とTAS2R38を培養細胞系で再構成したところ，苦味物質に対する反応性に種間で顕著な違いが見られた。一方，TAS1Rsは機能制約が緩んでいる傾向がみられ，タマリン属では旨味受容体TAS1R1が偽遺伝子化していた。これらの結果は，霊長類の進化において，化学物質受容体遺伝子群の機能・偽遺伝子構成が能動的に変化していることを示唆し，化学物質感覚の重要性を物語っていると考えられる。