クジラの祖先はタンパク質を進化させて海に適応した 立命館大などの研究

2018年11月23日 19:10

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クジラミオグロビン(Mb)の分子進化に伴うアミノ酸置換。(画像: 立命館大学の発表資料より)

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 ミオグロビンというタンパク質は酸素を蓄える機能を持つ。クジラなどの海獣は、このミオグロビンを豊富に筋肉中に含んでいる。よく知られるようにクジラの祖先は陸地で暮らしていた(一度陸上生活になり、再度海洋適応した)わけだが、その過程においていかにミオグロビンを獲得したかについて、立命館大学などが研究報告を行った。

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 化石研究の語るところによると、クジラなどの海獣は、陸上で四つ足の暮らしをしていた祖先から、数千万年をかけて進化し、海洋における高い潜水能力を獲得した。その過程において当然、ミオグロビンを体内に貯蔵する性質を獲得していったと考えられるわけだが、ミオグロビンには相互に結合して機能不全を生じるという厄介な性質もある。そのあたりの詳細については、これまで謎に包まれていた。

 今回の研究では、立命館大学生命科学部の今村比呂志助教、富山県立大学工学部医薬品工学科の磯貝泰弘准教授、長浜バイオ大学の白井剛教授、岡山大学の墨智成准教授、法政大学の常重アントニオ教授らの共同研究グループが、複数の絶滅した祖先クジラのミオグロビンを復元した。そしてその性質を解析し、現存するクジラであるマッコウクジラのミオグロビンと比較した。

 結果として判明したことには、具体的に名を挙げるとバキケタヌスという陸生の祖先からバシロサウルスという浅い海で暮らしていた祖先に進化する過程で、そのミオグロビンは細胞内の他の分子の影響を受けにくいように変化し、さらに深い海に適応していくに従って、構造が安定するようになり、壊れにくくなった。また、進化の過程で、ミオグロビンの相互結合も生じにくくなるようになっていったことが溶液小角X線散乱法を用いた分析によって判明した。

 研究の詳細は、Scientific Reportsに掲載されている。(記事:藤沢文太・記事一覧を見る

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