ケンブリッジ大学と自然史博物館の研究者を巻き込んだ国際チームは、羊頭脂肪の進化を研究する際に発見をしました。これは、蝶やmothを含む昆虫のグループです。
再利用遺伝子は、進化のための多用途で重要なメカニズムを証明し、地球上の生命の多様化と適応を可能にします。ただし、まさにこのプロセスがどのように発生するかは、よく理解されていないままです。ジャーナルNature Ecology＆Evolutionに掲載されたチームの研究は、毛虫の有毒なグループにおける複雑な特性の進化を支える分子的および進化的変化を詳述することにより、この謎に光を当てるのに役立ちます。
「Cinnabar Mothの毒性防御は、2つのタンパク質間の新しい分子相互作用の進化を通じて進化し、毛虫が植物化学物質を利用できるようになったことに興奮しました」
Cinnabar Moths（Tyria jacobaeae）は、ヨーロッパとアジアの大部分で見られます。彼らの毛虫は、ラグワート植物の有毒な葉を排他的に供給し、植物の化学物質を隔離して、潜在的な捕食者に対して不快になり、その後有毒になります。
研究室と野外実験の組み合わせにより、チームは最初に毛虫の隔離された毒素の防御的役割をテストしました。彼らは、ラグワートを供給したCinnabar Mothの毛虫は捕食者によって拒否され、避けられたのに対し、防御化学物質が不足している植物で育てられた毛虫は、毒性特性を失い、捕食者に味わいました。
その後、研究者は、Cinnabar Mothの毛虫といくつかの関連種のゲノムとトランスクリプトーム（ゲノムで発現するRNA分子のセット）を分析し、広範な比較ゲノミクスアプローチを使用しました。この分析により、毛虫の有毒防御は、すべての毛虫の消化器系に通常存在する解毒経路内の変化の結果として進化したことが明らかになりました。
腸内の植物化学物質の解毒に通常関与する遺伝子は、Cinnabar Mothの祖先で複製され、その後、コピーは保護cocoを作成するために使用される絹を分泌する絹腺にその後動員されました。 Caterpillarの逆流絹は防御メカニズムとして機能し、捕食者に毒性のある体を覆う不快な泡の分泌を作り出します。
「私たちの研究は、Cinnabar Moth Caterpillarsに見られる有毒防衛の起源を特定するだけでなく、消化性解毒経路の成分を再利用することにより、先祖がどのように毒性食を悪用する可能性があるかを強調しています。
「進化は、しばしばゼロから複雑な新しい適応を構築するプロセスと見なされます。しかし、私たちの研究は、動物の生態に魅力的な結果をもたらす複雑な新しい特性を生成するために、既存の特徴、再利用遺伝子と分子メカニズムを微調整することによって進化がどのように作用するかを示す増加している研究に貢献しています」とMaroja博士は述べています。
