名古屋大学
基礎生物学研究所
【本研究のポイント】
・魚類は黒色素胞や黄色素胞など、体色を決める多様な色素細胞を持っている。
・今回メダカを用いて、黒色素胞をつくる遺伝子のセットに別の遺伝子の作用が加わって、黄色素胞が発生することを明らかにした。
・魚類では黒色素胞をつくるしくみを使いまわして黄色素胞をつくれるように進化したと推定され、また私たち哺乳類は、一度獲得した黄色素胞をつくる遺伝子のはたらきを失うように進化したと推定される。
【研究概要】
国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院理学研究科の橋本 寿史 講師を中心とする研究グループは、基礎生物学研究所および英国・バース大学の研究グループと共同で、メダカとゼブラフィッシュを用いて、魚類の黄色素胞が発生するしくみを解明しました。
私たちヒトはメラニンという色素の産生を担う細胞（メラノサイト）を持っており、メラニンの量や種類が体色にかかわります。一方、魚類はメラノサイトにあたる黒色素胞のほか、黄色の黄色素胞や虹色の虹色素胞といった多様な色素細胞も持っています。しかし、メラノサイト・黒色素胞以外の色素細胞が発生するしくみはよく分かっていませんでした。
研究グループはメダカとゼブラフィッシュを用いて、黒色素胞の発生に必要な遺伝子のセットに、別の遺伝子Pax7のはたらきが加わることで黄色素胞が発生する、というしくみを明らかにしました。この結果から、進化の過程で、魚類は脊椎動物の祖先が持っていた黒色素胞をつくるしくみを流用して黄色素胞をつくるようになったこと、また哺乳類は一度獲得したPax7のはたらきを失って黄色素胞を作らなくなったことが推定されます。今回の成果は、生物が持つ多様な体色の起源について、細胞の進化という視点からの解明に役立つことが期待されます。本研究成果は2023年10月12日17時（日本時間）付でイギリス専門誌「Development」オンライン版に掲載されます。
図 魚類の黒色素胞と黄色素胞の分化を制御する遺伝子群
太線：遺伝子、矢印：遺伝子間の関係を示しており、黒はメラノサイト・黒色素胞の分化に関わるものを、黄色は魚類で黄色素胞の分化に関わるものを示す。遺伝子Pax7はGch（黄色色素の合成酵素）の発現を活性化し、MitfによるDct（メラニン合成酵素）の発現活性化を抑制することで、黄色素胞への分化を促す。
