一連の研究成果は、博士研究員だった吉山(柳川)拓志博士の多大な貢献によるものです。cactusというサボテンでのみ繁殖します。パチアショウジョウバエは、コレステロールや一般的な植物ステロールを原材料として脱皮ホルモンを生合成することができないにも関わらず、サボテンに含まれる特殊なステロールであるラソステロールを原料として脱皮ホルモンを生合成します(図1)。パチアショウジョウバエは、広食性の祖先種から進化する進化の過程で一般的なステロールに対する代謝活性を失ってしまい、サボテンから他の植物に戻ることが出来なくなってしまった...と想像されます。パチアショウジョウバエで生じたステロール要求性の進化は、遺伝子レベルのどのような変化によって実現されたのでしょうか。ショウジョウバエの食性の変化はNeverlandの酵素活性の変化と関連するOrgogozo博士らは、Nvdの基質がキイロショウジョウバエとカイコにおいてはコレステロールであることを示す我々の研究成果に着目しました。彼女は、パチアショウジョウバエではこのNvdが進化し、基質となるステロールへの特異性が変化したのではないかという仮説を立てました。パチアショウジョウバエのゲノムにもnvd遺伝子はコードされている。パチアショウジョウバエにおいてもnvd遺伝子は脱皮ホルモン産生器官で特異的に発現する。パチアショウジョウバエのNvdはコレステロールを代謝できず、代わりにラソステロールから脱皮ホルモン生合成のための中間産物を生合成できる。パチアショウジョウバエのNvdとコレステロールを基質とする他の生物種のNvdのアミノ酸配列を比較すると、パチアショウジョウバエの酵素機能を変化させる可能性があるアミノ酸部位はたかだか数ケ所のみである。パチアショウジョウバエのNvdで変化している3カ所のアミノ酸を通常型タイプに人工的に変異させると、コレステロールを代謝できるようになる。これらの結果は、サボテンに特化したパチアショウジョウバエの狭食性が祖先種である広食性ショウジョウバエから進化した際には、Nvdというたった1つの酵素の基質特異性の変化が決定的な役割を果たしたことを示唆しています。今回の成果は、酵素の特性に変化を与える遺伝的変化が生物の生活スタイルの進化に関わることを具体的に示すものであり、進化生態学的に重要かつ先駆的なものです。専門としており、普段は研究室の中に閉じこもって、良くも悪くも理想的な系だけを利用して研究しています。今回、昆虫の進化や生態といった「実際の」世界でおきている現象に迫ろうとするOrgogozo博士の研究に関与できたのは、筆者にとって大変に幸せな体験でした。分野外の研究者にも関心を持ってもらえるような研究を展開できるように、今後も頑張っていければと気持ちを新たにしています。「赤とんぼ」が赤くなる仕組み。