科学技術振興機構の広報誌「JSTnews」 第26回

【JSTnews8月号掲載】NEWS&TOPICS　戦略的創造研究推進事業さきがけ／研究領域「植物分子の機能と制御」／研究課題「『擬態する花』に着目した昆虫操作の物質・遺伝基盤解明」

くさいにおいを作る「腐肉擬態花」のメカニズムを解明

　花の中には、腐った肉のようなにおいでハエなどの昆虫をおびき寄せる「腐肉擬態花」という奇妙な花が何種類もあり、代表例としてはラフレシアがよく知られています。しかし、いかにしてこのような臭さの成分を作ることができるようになったかはよくわかっていませんでした。

　国立科学博物館の奥山雄大研究主幹らのチームは、山野草のカンアオイの仲間が臭さの成分であるジメチルジスルフィド（DMDS）を生み出す仕組みを解明しました。同チームは、アミノ酸の一種であるメチオニンからDMDSを生合成する酵素活性がカンアオイの仲間の一部の種の花に存在することを実験で確認。その中でDMDSを花のにおいに含む種と含まない種とを30系統選び、それぞれの花で全遺伝子の発現状態を比較解析しました。その結果、DMDS生成に関与していると思われる2つの遺伝子、MGLとSBPを見つけました。その後、SBPで作られる酵素でメタンチオールからDMDSが生成することを発見し、ジスルフィドシンターゼ（DSS）と名付けました。同チームはさらに、カンアオイ属の進化の系統においてSBPに遺伝子の変化が起きたこと、またメタンチオールからDMDSを作らずに分解する酵素MTOXが祖先であり、そこからDSSが派生し、両者の機能の違いはたった3アミノ酸の違いで決まっていること、ザゼンソウ属とヒサカキ属でも同様の派生が起こっていることも突き止めました。

　つまり、「臭い花」への進化の道筋は限られており、3つの植物群は全く同じプロセスを経て全く同じ物質を作るようになったということです。これは異なる生物種が同じような環境に置かれた結果、独立に同じ機能を獲得したという収れん進化を分子的に解明できた貴重な成果と言えます。

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