國立基礎生物學研究所和中部大學課題組成功破譯了“黑克螢火蟲”的基因組。與美國麻省理工學院合作,美國螢火蟲“Fotinus Pilaris”的基因組也被破譯。兩者的比較表明,螢火蟲在 1 億多年前就獲得了發光的能力。
螢火蟲發光是由一種叫做螢光素酶的酶與一種叫做螢光素的底物反應產生的。利用這種機制的發光技術被廣泛應用於生物技術和醫學領域,但目前尚不清楚螢火蟲何時以及如何獲得併進化出這種發光功能。
這一次,美日聯合團隊破譯了具有共同祖先的Luciolalateralis和Fotinus pyraris的基因組。Heike螢火蟲基因組由9億個鹼基對組成,Fotinus基因組由4億個鹼基對組成,每個基因組已鑑定出約7個基因。
經分析,螢光素酶基因的起源是生物體普遍擁有的稱為“酰基輔酶A合酶”的脂肪酸代謝酶基因,該基因導致“基因複制”不斷複製基因組一個接一個,發現其中一個通過突變進化成具有發光活性的熒光素酶。此外,螢光素酶經歷了另一種基因複制,一種進化為在成年螢火蟲中發光,另一種在卵和蛹中發光。兩種螢火蟲都從 1 億年前(白堊紀)的共同祖先分化而來,但這些基因重複發生得更早。
將來,對除熒光素酶基因以外的支持發光的基因進行分析將成為一個問題。此次解碼的基因組信息等數據將成為其重要依據,預計這些基因的分析將加速推進。