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暗がりでも色を見分ける ヤモリの目の秘密を解明、京都大など
10/15(金)
　脊椎動物は物を見るために、眼球の奥にある網膜に像を映している。網膜にある無数の視細胞が、光の刺激を信号に変換して脳に送っている。その視細胞には明るい所で働く錐体（すいたい）と、暗い所で働く桿体（かんたい）の2種類がある。

　ヒトは錐体を3種類持ち、その中でそれぞれ赤、緑、青の光を感じるセンサー役のタンパク質（視物質）の一種「錐体視物質」が働いている。錐体は、他の多くの哺乳類が2種類、鳥や魚が4種類などと、多くの脊椎動物が複数種類を持っている。このため明るい所で色を見分けられるが、暗い所では錐体が働けない。一方、桿体は暗い所でかすかな光も感知するが1種類しかなく、色を識別できない。桿体では視物質「ロドプシン」が働いている。このように、人などの多くの哺乳類は明所で色を識別でき、暗所ではできない。

　錐体と桿体の違いについて、動物の光の利用を研究テーマにする京都大学理学研究科の山下高広講師（分子生理学）が、身近な例を教えてくれた。「車を運転して暗いトンネルから出る時、桿体が急に強い光を浴びて、一瞬だけまぶしくなってよく分からなくなる。その後すぐに錐体が働いて、明るい所の物の形や色が分かるようになる」という。

例外の生き物の一つに、爬虫（はちゅう）類のヤモリがいる。多くは夜行性で、暗がりで暮らして害虫を食べるため「家の守り神」といわれ、名前の由来にもなっている。見た目の評価は分かれるにせよ、ありがたい生き物だ。その視細胞は他の脊椎動物と違い錐体がなく、桿体を3種類持っている。ロドプシンを持たない代わりに、桿体の中に赤、緑、紫の光を感じる錐体視物質を持つことが分かっている。

山下講師らの研究グループは、ヤモリの桿体で働く錐体視物質を詳しく調べる実験に挑んだ。着目したのは光への反応よりも、逆に光がない時の誤反応だ。

視物質を構成するアミノ酸を調べた結果、ヤモリの錐体視物質では、特定の数個のアミノ酸が置き換わっていることを突き止めた。こうして性質を変え、ロドプシンと同様に誤反応を低く抑え、暗所の視覚に適応させていたのだ。もともと明所のためのものだった視物質を暗所に適応させた。その結果、独自の3種類の桿体を暗がりで働かせ、暗いところで色を見分ける特技を獲得した。ヤモリは、昼行性であるトカゲの仲間から進化して夜行性となるにあたり、遺伝子をそのように変化させていた。

研究グループはさらに、熱帯にいる昼行性のヤモリも調べた。その目には、夜行性から進化した過程で桿体から変化してできた3種類の錐体があり、錐体視物質によって明るい所で色を見分けている。その錐体視物質の性質を調べたところ、明所での視覚に再適応していたことが分かった。

研究グループはヤモリに先立ち、夜行性のカエルでも同様に、一部のアミノ酸の置き換えで視物質の性質が変わっていることを解明済みだ。山下講師は「自然界にはほかにも、生活パターンや深海や土壌などの環境に応じて、光を感じる細胞の形や持ち合わせを変えた動物がいる。解明を進めることで、動物が生息環境に巧みに適応していることの、分子レベルでの理解が深まりそうだ」と述べている。