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チンパンジーの味覚には地域特異的な遺伝子が関係している

2012年8月17日


左から平井教授、今井准教授、早川氏

 このたび、早川卓志 霊長類研究所大学院生、今井啓雄 同准教授、平井啓久 同教授らの研究グループは、チンパンジーの苦味感覚の地域差に関しての研究成果を発表し、「PLOS ONE」に掲載されました。

研究の概要

 熱帯アフリカに生息するチンパンジーは、西アフリカから東アフリカまで広い範囲に分布しており、様々な環境に適応しています。例えば食べ物が違います。ベルノニア(図1)というとても苦いキク科の植物は、東アフリカのチンパンジーが食べることが知られています。その苦味成分には寄生虫を殺す作用があることから、体調を崩したチンパンジーが薬として口にしているのではないかと考えられています。このような行動の地域差の背景に、研究グループは遺伝子の地域差が関係しているのではないかと考えて研究を行いました。


図1:東アフリカのチンパンジーが食べるキク科の植物ベルノニア・アミグダリナ。とても強い苦味を呈するため、東アフリカのチンパンジーが寄生虫を殺す薬として利用しているのではないかと考えられている。

 研究グループは、日本全国の動物園や研究施設に協力をいただいて、4種類のアフリカ地域に由来するチンパンジーについて、苦味感覚をもたらす原因遺伝子である苦味受容体遺伝子(TAS2R)の塩基配列の個体差を網羅的に決定しました。その結果、驚くべきことに、TAS2Rのおよそ3分の2の遺伝子型が、地域に特異なものであることが明らかになりました。また、そのような個体差が地域に出現する過程を解析したところ、地域によって異なる自然選択が生じていることが明らかになりました。この結果は、異なる食物環境適応による地域差が、チンパンジーの苦味感覚に生じていることを示しています。

 例えば、冒頭で述べたベルノニアの苦味を感知している可能性の高いTAS2R46という苦味受容体遺伝子の一つは、東アフリカのチンパンジーのおよそ1割の個体で機能していないことが期待されました。このことは、ベルノニアの苦味を許容できる個体が東アフリカ集団に存在し、ベルノニア食を推進していることを示しているのかもしれません。一方、西アフリカ集団では、アブラナ科の野菜やミカン科の果物に含まれている苦味を認識するTAS2R38という苦味受容体遺伝子が、半数以上の個体で機能していないことが期待されました(図2)。実際の野生チンパンジーの食べ物とどのように関係しているか具体的にはまだわかりませんが、チンパンジーが異なる苦味感覚によって、アフリカの異なる食物環境に適応している可能性を示しています。


図2:苦味感覚の地域差の一例。アブラナ科やミカン科の植物に含まれる苦味を受容するTAS2R38の遺伝子配列を地域間で比較した。その結果、西アフリカの半数以上の個体においてのみ、このTAS2R38が機能していないことが期待され、この地域差には自然選択の影響が有意に存在していることが示された。


研究グループは、今回明らかにされたチンパンジーの苦味感覚の地域差が、実際に熱帯アフリカのチンパンジーの採食行動や食文化にどのような影響をもたらしているかを解明していくことを今後の目標としています。チンパンジーはヒトに最も近い親戚で、遺伝子配列の99%が同じですが、食生活は生息地の環境に強く依存しています。このような異なる食物環境への味覚適応をチンパンジーで明らかにすることは、全世界で多様な食文化を持つヒトの遺伝的背景を探る重要な鍵となると考えています。

 本研究の遂行にあたっては、伊豆シャボテン公園、高知県立のいち動物公園、多摩動物公園、東山動植物園、福岡市動物園、宮崎市フェニックス自然動物園の協力をいただきました。

論文タイトルと著者

[DOI] http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0043277

論文タイトル
Eco-geographical Diversification of Bitter Taste Receptor Genes (TAS2Rs) among Subspecies of Chimpanzees (Pan troglodytes).

著者
早川卓志1,2、菅原亨1、郷康広1、鵜殿俊史3、平井啓久1、今井啓雄1

  1. 京都大学霊長類研究所 分子生理研究部門 遺伝子情報分野
  2. 日本学術振興会 特別研究員 DC1
  3. 京都大学野生動物研究センター 熊本サンクチュアリ

発表内容掲載誌
PLoS ONE 7(8): e43277

本研究成果は、主に以下の事業・研究課題によって得られました。


科学研究費補助金 基盤研究(B)研究代表者 今井啓雄

  • 研究課題名: ゲノム多様性を基盤とした霊長類の種内・種間感覚特性の解明
    研究期間: 2009年4月~2012年3月
  • 研究課題名: ゲノムと微量成分に注目した霊長類採食活動の再考 (海外調査)
    研究期間: 2012年4月~2015年3月 (予定)
  • 研究課題名: 霊長類化学感覚の分子・細胞メカニズム
    研究期間: 2012年4月~2016年3月 (予定)

鈴木謙三記念医科学応用研究財団助成金

  • 研究課題名:霊長類の苦味受容体をプローブとした生理活性物質探索
    研究代表者:今井啓雄
    研究期間: 2009年4月~2010年3月

武田科学振興財団生命科学研究奨励

  • 研究課題名:霊長類苦味受容の分子・細胞・個体研究
    研究代表者:今井啓雄
    研究期間: 2009年4月~2012年9月

グローバルCOE A06

  • 研究課題名: 生物の多様性と進化研究のための拠点形成-ゲノムから生態系まで
    研究代表者: 阿形清和 (事業推進者として今井啓雄、平井啓久を含む)
    研究期間: 2007年9月~2012年3月

 

  • 朝日新聞(8月17日夕刊 9面)、京都新聞(8月17日夕刊 1面)、産経新聞(8月17日夕刊 8面)、中日新聞(8月17日夕刊 12面)、日本経済新聞(8月17日夕刊 14面)および毎日新聞(8月17日夕刊 10面)に掲載されました。