だれかが設計？
発光する巻き貝の殻
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● 光を発する海洋生物は少なくありません。ある種の巻き貝（Hinea brasiliana）は，少し変わった目的で光ります。天敵のカニが襲ってくると，殻の中に引っ込んでピカッと体を光らせ，カニを追い払うのです。では，光はどのように殻を通過するのでしょうか。
考えてみてください: この巻き貝の殻は，光を遮るどころか拡散させます。米国カリフォルニア州サンディエゴにあるスクリップス海洋研究所の科学者，ディミトリ･デヘインとネリダ･ウィルソンは，貝の発する光が殻全体に均一に広がることを発見しました。その殻は，同じ厚さ（0.5�澄砲了堡里了狂�板の10倍も効率よく光を拡散させます。しかも，光の透過率は人工の散光板の8倍にもなります。近縁種でも発光しない貝の殻には，これほどまでに光を拡散させ透過させる性質はありません。発せられる光が，海水の中で最も遠くまで達する色なのも，偶然ではないでしょう。
この貝の研究は，「優れた光学性能を持つ建築資材の開発に寄与するだろう」とデヘイン博士は言います。また，医学分析や治療に光を用いるバイオフォトニクスの分野にも役立つでしょう。加えて，LED（発光ダイオード）の普及が進む中，小さな光をより効率的に増幅する散光板ができれば，さらなる省エネにつながるに違いありません。
どう思われますか: この巻き貝の殻は進化によってできたのでしょうか。それとも，だれかが設計したのでしょうか。
[18ページの図版]
普段の状態の殻（拡大写真）
[18ページの図版]
光を拡散させている殻（拡大写真）
[18ページの図版のクレジット]
Left: www.robastra.com; center and right: Courtesy of Dr. D. Deheyn, Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー以上転載ー
https://www.jw.org/ja/%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%96%E3%83%A9%E3%83%AA%E3%83%BC/%E9%9B%91%E8%AA%8C/g201206/%E7%99%BA%E5%85%89%E3%81%99%E3%82%8B%E5%B7%BB%E3%81%8D%E8%B2%9D%E3%81%AE%E6%AE%BB/
発光巻き貝ラチア生物発光の分子基盤研究
研究課題
サマリー 2002年度 2001年度 2000年度
研究課題/領域番号
12045226
研究種目
特定領域研究
配分区分
補助金
審査区分
理工系
研究機関
電気通信大学
研究代表者
丹羽 治樹 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (20135297)
研究分担者
牧 昌次郎 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (20266349)
平野 誉 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (20238380)
研究期間 (年度)
2000 – 2002
研究課題ステータス
完了 (2003年度)
配分額 *注記
12,600千円 (直接経費: 12,600千円)
2002年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2001年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2000年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
キーワード
Latia neritoides / 生物発光 / ルシフェリン類縁体 / 構造活性相関 / ルシフェラーゼ精製 / MALDI-TOFマス / c-DNA / クローニング / ラチア / ルシフェリン / ルシフェラーゼ / 糖タンパク / アミノ酸配列 / ニュージーランド / エステラーゼ活性 / MALDI-TOF
研究概要
1.β-Iononeを出発原料として天然型ラチアルシフェリンおよび類縁体を合成した。ニュー一ジーランドにて採集したラチア(Latia neritoides)より粗ルシフェラーゼ溶液を調製し、発光活性を検討した。その結果基質の2,2,6-cyclohexene環がフェニル基になった類縁体には発光活性が見られないが、2,6-ジメチルフェニル類縁体には弱いながらも発光活性を示すという、環構造部の認識に関する興味ある結果も得た。側鎖の類縁体においては天然型のエノールフォルマートのみならずエノールアセートやエノールベンゾアートでも発光活性があることが判明した。また発光速度はエノールフォルマート、エノールアセート、エノールベンゾアートの順に大幅に遅くなることが判明し、エノールエステル部の加水分解速度が発光にのkineticsに大きく影響することを見出した。そこで一連のp-置換ベンゾアート類縁体について発光速度を検討したところ、p位に電子吸引性置換基を持つベンゾアートアナログは電子供与性置換基をもつ物より発光反応が速くなる傾向が確認された。
2.ニュージーランドにて採集したラチアより、硫安分画、ゲル濾過、アフィニティーカラム、陰イオン交換クロマトグラフィー、再びゲル濾過を行うことによりラチアルシフェラーゼを単一成分として得ることができた。精製したルシフェラーゼは分子量約2,000の糖鎖が結合したN結合型糖タンパクであり、分子量31,000の単量体タンパクの6量体であることが判明した。精製したルシフェラーゼは合成したラチフルシフェリンにより発光することが確認され、発光スペクトルは生物発光と完全に一致した。このことよりラチアの発光系における最小要素は酸素、ルシフェリン、ルシフェラーゼであることが示され、光のエミッターはルシフェラーゼに内在していることが確定した。また従来言われてきた「パープルプロテイン」は発光反応自身には必須ではないことも証明された。さらに糖鎖と発光活性の相関を検討したところ糖鎖の存在がルシフェラーゼの発光活性の発現に深く関与していることが示された。
3.ラチアルシフェラーゼをコードするcDNAのクローニングに成功し、ラチアルシフェラーゼの294個のアミノ酸の1次配列を決定することができた。
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー以上転載ー
https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-12045226/
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