研究者は、哺乳類の嗅覚受容体として機能するタンパク質をコードする遺伝子のVMN2Rファミリーに焦点を当てました。これらの受容体は、鼻の臭気分子を検出し、信号を脳に伝達し、さまざまな香りを知覚できるようにします。興味深いことに、VMN2R遺伝子は、VMN1R遺伝子と呼ばれる免疫受容体遺伝子のグループと顕著な類似性を共有しています。
進化分析と機能研究を通じて、研究者は、VMN2R遺伝子が祖先VMN1R免疫受容体遺伝子から進化したことを実証しました。この遺伝子重複イベントは、約1億5000万年前に発生し、他の脊椎動物からの哺乳類の発散と一致しました。
重複したVMN2R遺伝子は、時間の経過とともにその遺伝的配列のいくつかの変化を受け、臭気分子に結合する能力を特異的に強化する突然変異を獲得しました。これらの突然変異は、異なる哺乳類種の明確な嗅覚受容体レパートリーの進化をもたらし、幅広い香りを検出して識別できるようにしました。
研究者たちはさらに、VMN2R遺伝子が鼻の嗅覚感覚ニューロンで選択的に発現し、祖先VMN1Rの対応物は免疫細胞で発現したままであることを示しました。この機能的変化は、VMN2R発現を嗅覚系に制限する遺伝子調節の変化によって駆動される可能性があります。
免疫系からのVMN2R遺伝子の共同選択は、進化中の遺伝子機能の顕著な可塑性を強調しています。もともと1つの目的のために進化していた遺伝子は、異なるコンテキストでまったく新しい機能を提供するために再利用できます。この進化プロセスは、生物系の複雑さと多様性の根底にあり、生物が変化する環境に適応し、新しい感覚能力を開発できるようにします。
