シロオビアゲハのベイツ型擬態に関わる紋様形成の分子機構

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擬態の進化を明らかにするうえで、モデルとの紋様形成の対比は重要である。そこで紋様の色はどのような色素でできているか、紋様の位置決定はどのようになされているかに着目して研究を行った。まず擬態のモデルであるベニモンアゲハの赤色色素の同定を試みた。ベニモンアゲハの赤色領域を切り出し、70%メタノール溶液中で50、60、70、80度に加温し色素を抽出した。抽出した色素液の吸光度測定を行ったところ、503nm付近に最大吸収波長をもつことが分かった。次に逆相HPLCで分析を行った。溶出条件は0/0-10/0-80/70-95/70(min/%アセトニトリル)のように行った。粗抽出液の最大吸収波長である503nmのクロマトでのピークを検出すると、20から30分付近に多くのピークが観察された。この中にはメインのピークとして27.6分(ピーク1)と28.0分(ピーク2)の2つがあることが明らかとなった。この2つのピークをそれぞれ分取し、質量分析、および精密質量分析を行ったところ、ピーク1は質量数658.2、元素組成C30H34N4O11Sであり、ピーク2は質量数688.2、元素組成C31H36N4O12Sであることが明らかとなった。シロオビアゲハについてもベニモンアゲハ同様に抽出を行い、HPLC分析を行ったが目立ったピークは得られず、両種の赤色色素は異なっていることがわかった。このことからベイツ型擬態は収斂的に進化してきたことが示唆された。次に擬態紋様の位置決定にどのような遺伝子が関与しているかを網羅的に探索するためにRNA sequencingによる解析を行った。現在解析途中であるために明確な結論は述べられないが、多数の転写因子や酸化還元に関わる酵素などが強く発現していることがわかった。今後両種について比較解析を行い、その候補遺伝子についてin situ hybridizationなどの発現解析や機能解析を行えば、擬態の進化についてさらなる知見が得られると考えられる。