ジンベエザメは、海の表層で動物プランクトンなどをろ過して摂餌することが知られています。しかし、ジンベエザメの行動を記録する装置（データロガー）を装着すると、光の届きにくい深海にまで潜ることが分かりました。明るい海面近くと暗い深海を行き来するジンベエザメは、一体どのような視覚をもつのでしょうか？
多くの脊椎動物では、眼の網膜に届く光は、脊椎動物の祖先の時点で存在した５種類の視覚オプシン（光受容タンパク質）によって受容し、薄明視や昼間視・色覚などの視覚に活用されます。これまで、視覚オプシンの受け取る光の波長、すなわち色について、さまざまな脊椎動物で調べられてきましたが、サメ類が保持するオプシンについての研究はあまり進んでいませんでした。
沖縄美ら海水族館の研究員らは、情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所の工樂樹洋教授（理化学研究所 チームリーダー）、大阪公立大学の小柳光正教授が率いる研究チームと共同で、ジンベエザメのゲノム情報から視覚の特徴を解明するための研究を行いました。その結果、ジンベエザメは眼の網膜にあるオプシンのうち、明暗視をつかさどるタイプのオプシンであるロドプシン遺伝子のほかに、長波長（赤色）吸収タイプ（long wavelength-sensitive、LWS）のオプシンを作る遺伝子をもっていることが分かりました。
さらに本研究チームは、眼の網膜にあるオプシンのうち、微弱光下での視覚をつかさどるロドプシンについて、DNA 情報から人為的にロドプシンタンパク質を合成して、効率よく吸収する波長を調べました。光の波長を測る分光測定という方法を用いて、ジンベエザメと他のサメ類を比較した結果、ジンベエザメのロドプシンは深海に最も届きやすい青色の光を最も効率的に受容することが分かりました。また、ジンベエザメのロドプシンは熱に弱く、低温となる深海での機能に適していることもわかりました。
これらの研究から、ジンベエザメの視覚は、微弱な短波長の光を感じ取り、深海でも視覚に頼った行動ができるよう進化を遂げたことが示唆されました。さらに、本研究で用いた「DNA の情報を活用したタンパク質の人工合成技術」は、貴重な動物の命を犠牲にすることなく、生態の謎解明するために有用であることが実証されました。

著者名

Yamaguchi, K., Koyanagi, M., Sato, K., Terakita, A. and Kuraku, S.　(Bold letters: Staff members of Okinawa Churashima Foundation)

タイトル

Whale shark rhodopsin adapted to deep-sea lifestyle by a substitution associated with human disease.

雑誌

Proceedings of the National Academy of Sciences

リンク

https://doi.org/10.1073/pnas.2220728120

図：ジンベエザメおよび近縁な他のサメ類のロドプシンの性質。左に3つの生物種の系統関係を、右に合成したロドプシンの吸収スペクトルを表示した。主に浅い海にすむトラフザメとイヌザメでは500ナノメートルの波長の光を最も吸収しやすい一方、ジンベエザメではより深海に届く短い波長の光（480ナノメートル)を最も効率よく吸収するように進化（ブルーシフト）していることが分かる。