頭索類の性ステロイドの合成と機能から探る、無脊椎動物から脊椎動物への進化

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脊索動物門頭索動物亜門ナメクジウオは、脊椎動物で知られる性ステロイドの合成に関与するP450酵素および17βHSD酵素を持つ。ナメクジウオの性ステロイド合成経路の全容を明らかにするため、2006年に公開された同属別種フロリダナメクジウオのゲノムデータベースから、まだ存在が明らかでない酵素をコードする遺伝子を探索したところ、3βHSD酵素が2種、I型5α還元酵素が1種存在した。これらの酵素がナメクジウオの卵巣で発現していることを、RT-PCRにより確かめた。II型5α還元酵素の遺伝子は見つからず、II型は脊椎動物に特有であると考えられた。無脊椎動物では初めて、ナメクジウオが脊椎動物と同様に性ステロイド代謝酵素を持つことが明らかになり、性ステロイド合成経路は、進化の過程で少なくとも脊索動物の共通祖先で獲得されたと考えられる。また、ナメクジウオ卵巣での性ステロイド合成の最終産物を明らかにするため、14C標識したテストステロンの代謝実験を行った。代謝産物を薄層クロマトグラフィーで解析したところ、アンドロステンジオン、エストロン、5α-アンドロスタネジオン、5α-ジヒドロテストステロン、5α-アンドロスタネジオールの合成が確認された。これらは14C標識したアンドロステンジオンの代謝実験からも同様に合成されるため、卵巣での性ステロイド合成の代謝産物は、エストロゲンもしくは5α還元型ステロイドであることが示唆されるとともに、これらが卵巣の発達や卵母細胞の成熟に関与する可能性が考えられた。