解説

視覚センサー遺伝子の適応と進化多様性
魚類から霊長類まで

Vol.50 No.5 Page. 325 - 336 (published date : 2012年5月1日)
河村 正二1
  1. 東京大学大学院新領域創成科学研究科

概要原稿

ヒトの網膜には色覚，すなわち色を感じるために赤，緑，青に対応した3種類の視覚センサー=視覚オプシンが存在する．脊椎動物の中で魚類と霊長類は色覚が多様性に富む点で特異である．たとえば新世界ザルはオプシン遺伝子のアレル多型によって2色型と3色型からなる高度な色覚多型を示す．この多型は強い自然選択圧により維持されているが，2色型と3色型のどちらか一方が有利とは必ずしもいえない．ここでは，魚類と霊長類の視覚センサー遺伝子の適応と進化の経緯を検討する中で，色覚の多様性の意味を考える．

リファレンス

  1. 1) J. Nathans : Annu. Rev. Neurosci., 10, 163 (1987).
  2. 2) G. L. Walls : “The Vertebrate Eye and Its Adaptive Radiation”, Cranbrook Institute of Science, Bloomfield Hills, 1942.
  3. 3) S. R. Robinson : Nature, 367, 121 (1994).
  4. 4) V. I. Govardovskii : Vision Res., 23, 1739 (1983).
  5. 5) J. N. Lythgoe : “The ecology of Vision”, Oxford University Press, Oxford, 1979.
  6. 6) T. H. Goldsmith : Quart. Rev. Biol., 65, 281 (1990).
  7. 7) S. Yokoyama : Methods Enzymol., 315, 312 (2000).
  8. 8) S. Yokoyama : Prog. Retin. Eye Res., 19, 385 (2000).
  9. 9) S. P. Collin, M. A. Knight, W. L. Davies, I. C. Potter, D. M. Hunt & A. E. Trezise : Curr. Biol., 13, R864 (2003).
  10. 10) W. L. Davies, S. P. Collin & D. M. Hunt : Mol. Biol. Evol., 26, 1803 (2009).
  11. 11) S. P. Collin, W. L. Davies, N. S. Hart & D. M. Hunt : Phil. Trans. R. Soc. B, 364, 2925 (2009).
  12. 12) W. L. Davies, L. S. Carvalho, B. H. Tay, S. Brenner, D. M. Hunt & B. Venkatesh : Genome Res., 19, 415 (2009).
  13. 13) T. Ebrey & Y. Koutalos : Prog. Retin. Eye Res., 20, 49 (2001).
  14. 14) P. K. Ahnelt & H. Kolb : Prog. Retin. Eye Res., 19, 711 (2000).
  15. 15) W. L. Davies, L. S. Carvalho, J. A. Cowing, L. D. Beazley, D. M. Hunt & C. A. Arrese : Curr. Biol., 17, R161 (2007).
  16. 16) G. H. Jacobs : Biol. Rev., 68, 413 (1993).
  17. 17) G. H. Jacobs : “Adaptive Mechanisms in the Ecology of Vision”, ed. by S. N. Archer, M. B. A. Djamgoz, E. R. Loew, J. C. Partridge and S. Vallerga, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1999, p. 629.
  18. 18) D. H. Foster & S. M. Nascimento : Proc. R. Soc. Lond. B, 257, 115 (1994).
  19. 19) J. Pokorny, S. K. Shevell & V. C. Smith : “Vision and Visual Dysfunction, Vol. 6”, ed. by J. R. Cronly-Dillon, MacMillan Press, London, 1991, p. 43.
  20. 20) M. Vorobyev : Clin. Exp. Optom., 87, 230 (2004).
  21. 21) V. V. Maximov : Phil. Trans. R. Soc. B, 355, 1239 (2000).
  22. 22) J. S. Levine & E. F. MacNichol, Jr. : Sci. Am., 246, 140 (1982).
  23. 23) A. Chinen, T. Hamaoka, Y. Yamada & S. Kawamura : Genetics, 163, 663 (2003).
  24. 24) Y. Matsumoto, S. Fukamachi, H. Mitani & S. Kawamura : Gene, 371, 268 (2006).
  25. 25) Y. Terai, W. E. Mayer, J. Klein, H. Tichy & N. Okada : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99, 15501 (2002).
  26. 26) Y. Terai et al. : PLoS Biol., 4, e433 (2006).
  27. 27) J. W. Parry, K. L. Carleton, T. Spady, A. Carboo, D. M. Hunt & J. K. Bowmaker : Curr. Biol., 15, 1734 (2005).
  28. 28) O. Seehausen et al. : Nature, 455, 620 (2008).
  29. 29) M. Westerfield : “The Zebrafish Book : A Guide for the Laboratory Use of Zebrafish (Danio rerio)”, University of Oregon Press, Eugene, 1995.
  30. 30) J. Wittbrodt, A. Shima & M. Schartl : Nature Rev. Genet., 3, 53 (2002).
  31. 31) M. Kasahara et al. : Nature, 447, 714 (2007).
  32. 32) K. L. Carleton & T. D. Kocher : Mol. Biol. Evol., 18, 1540 (2001).
  33. 33) S. Yokoyama : Annu. Rev. Genet., 31, 315 (1997).
  34. 34) S. Yokoyama, F. B. Radlwimmer & N.S. Blow : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 7366 (2000).
  35. 35) Y. Shi & S. Yokoyama : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, 8308 (2003).
  36. 36) S. Yokoyama, H. Yang & W. T. Starmer : Genetics, 179, 2037 (2008).
  37. 37) A. Chinen, Y. Matsumoto & S. Kawamura : Mol. Biol. Evol., 22, 1001 (2005).
  38. 38) A. Chinen, Y. Matsumoto & S. Kawamura : J. Biol. Chem., 280, 9460 (2005).
  39. 39) T. C. Spady, J. W. Parry, P. R. Robinson, D. M. Hunt, J. K. Bowmaker & K. L. Carleton : Mol. Biol. Evol., 23, 1538 (2006).
  40. 40) K. L. Carleton, T. C. Spady, J. T. Streelman, M. R. Kidd, W. N. McFarland & E. R. Loew : BMC Biol., 6, 22 (2008).
  41. 41) S. Archer, A. Hope & J. C. Partridge : Proc. R. Soc. Lond. B, 262, 289 (1995).
  42. 42) H. Zhang, K. Futami, N. Horie, A. Okamura, T. Utoh, N. Mikawa, Y. Yamada, S. Tanaka & N. Okamoto : FEBS Lett., 469, 39 (2000).
  43. 43) C. L. Cheng & I. Novales Flamarique : Nature, 428, 279 (2004).
  44. 44) M. Takechi & S. Kawamura : J. Exp. Biol., 208, 1337 (2005).
  45. 45) B. N. Kennedy, T. S. Vihtelic, L. Checkley, K. T. Vaughan & D. R. Hyde : J. Biol. Chem., 276, 14037 (2001).
  46. 46) Y. Asaoka, H. Mano, D. Kojima & Y. Fukada : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99, 15456 (2002).
  47. 47) T. Hamaoka, M. Takechi, A. Chinen, Y. Nishiwaki & S. Kawamura : Genesis, 34, 215 (2002).
  48. 48) M. Takechi, T. Hamaoka & S. Kawamura : FEBS Lett., 553, 90 (2003).
  49. 49) W. Luo, J. Williams, P. M. Smallwood, J. W. Touchman, L. M. Roman & J. Nathans : J. Biol. Chem., 279, 19286 (2004).
  50. 50) S. Kawamura, K. Takeshita, T. Tsujimura, S. Kasagi & Y. Matsumoto : Comp. Biochem. Physiol. B, 141, 391 (2005).
  51. 51) M. Takechi, S. Seno & S. Kawamura : J. Biol. Chem., 283, 31625 (2008).
  52. 52) T. Tsujimura, A. Chinen & S. Kawamura : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 12813 (2007).
  53. 53) T. Tsujimura, T. Hosoya & S. Kawamura : PLoS Genet., 6, e1001245 (2010).
  54. 54) Y. Wang, J. P. Macke, S. L. Merbs, D. J. Zack, B. Klaunberg, J. Bennett, J. Gearhart & J. Nathans : Neuron, 9, 429 (1992).
  55. 55) P. M. Smallwood, Y. Wang & J. Nathans : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99, 1008 (2002).
  56. 56) P. R. Martin : J. Physiol., 513(Pt 3), 631 (1998).
  57. 57) E. S. Yamada, D. W. Marshak, L. C. Silveira & V. A. Casagrande : Vision Res., 38, 3345 (1998).
  58. 58) J. G. Fleagle : “Primate Adaptation and Evolution”, Academic Press, San Diego, 1999.
  59. 59) C. P. Heesy, C. F. Ross & B. Demes : “Primate Origins : Adaptations and Evolution”, ed. by M. J. Ravosa and M. Dagosto, Springer, New York, 2007, p. 257.
  60. 60) G. H. Jacobs, G. A. Williams, H. Cahill & J. Nathans : Science, 315, 1723 (2007).
  61. 61) Y. Tan & W. H. Li : Nature, 402, 36 (1999).
  62. 62) C. P. Heesy & C. F. Ross : J. Hum. Evol., 40, 111 (2001).
  63. 63) G. H. Jacobs, J. F. Deegan II, Y. Tan & W. H. Li : Vision Res., 42, 11 (2002).
  64. 64) G. H. Jacobs & J. F. Deegan, 2nd : “Normal and Defective Colour Vision”, ed. by J. D. Mollon, J. Pokorny and K. Knoblanch, Oxford University Press, Oxford, 2003, p. 14.
  65. 65) Y. Tan, A. D. Yoder, N. Yamashita & W. H. Li : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 14712 (2005).
  66. 66) C. C. Veilleux & D. A. Bolnick : Am. J. Primatol., 71, 86 (2009).
  67. 67) S. D. Leonhardt, J. Tung, J. B. Camden, M. Leal & C. M. Drea : Behav. Ecol., 20, 1 (2009).
  68. 68) A. K. Surridge, D. Osorio & N. I. Mundy : Trends Ecol. Evol., 18, 198 (2003).
  69. 69) G. Allen : “The Color Sense : Its Origin and Development”, Trubner & Co, London, 1879.
  70. 70) D. Osorio & M. Vorobyev : Proc. R. Soc. Lond. B, 263, 593 (1996).
  71. 71) N. J. Dominy & P. W. Lucas : Nature, 410, 363 (2001).
  72. 72) N. J. Dominy : “Anthropoid Origins”, ed. by C. Ross and R. F. Kay, Kluwer Academic, New York, 2004, p. 599.
  73. 73) J. Terborgh : “Conservation Biology : “Science of Scarcity and Diversity”, ed. by M. Soule Sinauer, Sunderland, 1986, p. 330.
  74. 74) R. J. Morley : “Origin and Evolution of Tropical Rain Forests”, Wiley, Chichester, 2000.
  75. 75) N. J. Dominy, J. C. Svenning & W. H. Li : J. Hum. Evol., 44, 25 (2003).
  76. 76) P. W. Lucas, B. W. Darvell, P. K. D. Lee, T. D. B. Yuen & M. F. Choong : Folia Primatol., 69, 139 (1998).
  77. 77) P. W. Lucas et al. : Evolution, 57, 2636 (2003).
  78. 78) M. A. Changizi, Q. Zhang & S. Shimojo : Biol. Lett., 2, 217 (2006).
  79. 79) A. A. Fernandez & M. R. Morris : Am. Nat., 170, 10 (2007).
  80. 80) P. Sumner & J. D. Mollon : J. Exp. Biol., 203, 1963 (2000).
  81. 81) D. I. MacLeod & R. M. Boynton : J. Opt. Soc. Amer., 69, 1183 (1979).
  82. 82) B. C. Regan, C. Julliot, B. Simmen, F. Vienot, P. Charles-Dominique & J. D. Mollon : Vision Res., 38, 3321 (1998).
  83. 83) B. C. Regan, C. Julliot, B. Simmen, F. Vienot, P. Charles-Dominique & J. D. Mollon : Phil. Trans. R. Soc. B, 356, 229 (2001).
  84. 84) P. Sumner & J. D. Mollon : Am. J. Primatol., 59, 67 (2003).
  85. 85) N. G. Caine, A. K. Surridge & N. I. Mundy : Int. J. Primatol., 24, 1163 (2003).
  86. 86) A. Saito et al. : Am. J. Primatol., 67, 425 (2005).
  87. 87) M. J. Morgan, A. Adam & J. D. Mollon : Proc. R. Soc. Lond. B, 248, 291 (1992).
  88. 88) A. Kelber, M. Vorobyev & D. Osorio : Biol. Rev., 78, 81 (2003).
  89. 89) N. G. Caine & N. I. Mundy : Proc. R. Soc. Lond. B, 267, 439 (2000).
  90. 90) A. C. Smith, H. M. Buchanan-Smith, A. K. Surridge, D. Osorio & N. I. Mundy : J. Exp. Biol., 206, 3159 (2003).
  91. 91) A. Saito, S. Kawamura, A. Mikami, Y. Ueno, C. Hiramatsu, K. Koida, K. Fujita, H. Kuroshima & T. Hasegawa : Am. J. Primatol., 67, 471 (2005).
  92. 92) J. D. Mollon, J. K. Bowmaker & G. H. Jacobs : Proc. R. Soc. Lond. B, 222, 373 (1984).
  93. 93) C. Hiramatsu, F. B. Radlwimmer, S. Yokoyama & S. Kawamura : Vision Res., 44, 2225 (2004).
  94. 94) C. Hiramatsu, T. Tsutsui, Y. Matsumoto, F. Aureli, L.M. Fedigan & S. Kawamura : Am. J. Primatol., 67, 447 (2005).
  95. 95) A. C. Smith, H. M. Buchanan-Smith, A. K. Surridge & N. I. Mundy : Int. J. Primatol., 26, 337 (2005).
  96. 96) A. C. Smith, H. M. Buchanan-Smith, A. K. Surridge & N. I. Mundy : Am. J. Primatol., 61, 145 (2003).
  97. 97) N. J. Dominy, P. A. Garber, J. C. Bicca-Marques & M. A. Azevedo-Lopes : Anim. Behav., 66, 829 (2003).
  98. 98) E. R. Vogel, M. Neitz & N.J. Dominy : Behav. Ecol., 18, 292 (2007).
  99. 99) P. Riba-Hernández, K.E. Stoner & D. Osorio : J. Exp. Biol., 207, 2465 (2004).
  100. 100) K. E. Stoner, P. Riba-Hernández & P. W. Lucas : Am. J. Primatol., 67, 399 (2005).
  101. 101) M. F. De Araujo, E. M. Lima & V. F. Pessoa : Am. J. Primatol., 68, 1129 (2006).
  102. 102) C. Hiramatsu, A. D. Melin, F. Aureli, C. M. Schaffner, M. Vorobyev, Y. Matsumoto & S. Kawamura : PLoS ONE, 3, e3356 (2008).
  103. 103) C. Hiramatsu, A. D. Melin, F. Aureli, C. M. Schaffner, M. Vorobyev & S. Kawamura : Anim. Behav., 77, 1421 (2009).
  104. 104) A. D. Melin, L. M. Fedigan, C. Hiramatsu, T. Hiwatashi, N. Parr & S. Kawamura : Int. J. Primatol., 30, 753 (2009).
  105. 105) A. D. Melin, L. M. Fedigan, C. Hiramatsu & S. Kawamura : Behav. Ecol. Sociobiol., 62, 659 (2008).
  106. 106) A. D. Melin, L. M. Fedigan, C. Hiramatsu, C. Sendall & S. Kawamura : Anim. Behav., 73, 205 (2007).
  107. 107) A. D. Melin, L. M. Fedigan, H. C. Young & S. Kawamura : Curr. Zool., 56, 300 (2010).
  108. 108) T. Hiwatashi et al. : Mol. Biol. Evol., 27, 453 (2010).
  109. 109) T. Hiwatashi, A. Mikami, T. Katsumura, B. Suryobroto, D. Perwitasari-Farajallah, S. Malaivijitnond, B. Siriaroonrat, H. Oota, S. Goto & S. Kawamura : BMC Evol. Biol., 11, 312 (2011).
  110. 110) S. S. Deeb : Curr. Opin. Genet. Dev., 16, 301 (2006).
  111. 111) B. C. Verrelli & S. A. Tishkoff : Am. J. Hum. Genet., 75, 363 (2004).
  112. 112) J. Nathans, D. Thomas & D. S. Hogness : Science, 232, 193 (1986).


本文はトップページからログインをして頂くと表示されます。