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プレスリリース

鳥が花蜜を味わう新たな仕組みを解明 「スズメ亜目を鳥類最大の種数へ繫栄させた糖の味受容機構」が明らかに

2021年07月09日
明治大学

鳥が花蜜を味わう新たな仕組みを解明
「スズメ亜目を鳥類最大の種数へ繫栄させた糖の味受容機構」が明らかに

桜の蜜を食すヒヨドリ(スズメ亜目)【写真:戸田安香】桜の蜜を食すヒヨドリ(スズメ亜目)【写真:戸田安香】

このプレスリリースはマックスプランク鳥類研究所との共同リリースですこのプレスリリースはマックスプランク鳥類研究所との共同リリースです

明治大学 農学部 農芸化学科 食品機能化学研究室の戸田 安香特任講師、石丸喜朗准教授及び中北智哉助教、マックスプランク鳥類研究所(Maude Baldwin博士)は、東京大学、岐阜大学、北海道大学等と共同で、現在生息する鳥類の約半数を占めるスズメ目鳥類の味覚受容体を解析しました。その結果、スズメ亜目鳥類の旨味受容体が糖を認識する機能を獲得していることを明らかにしました。味覚受容の変化に伴い、花蜜を有用な食糧源として活用できたことが、このグループの繁栄に貢献した可能性が示されました。

味覚は食物を選択する上で重要な役割を果たします。口腔内には、甘味・旨味・苦味・酸味・塩味の基本五味にそれぞれ対応した味センサー(味覚受容体)が存在します。近年、味覚受容体のレパートリーや機能が動物の食性と深く関わっていることが分かってきました。例えば、肉食恐竜を祖先とする鳥類は、甘味を感じるセンサー(甘味受容体、T1R2/T1R3)を失っています。一方、本研究グループは、花の蜜を主食とするハチドリでは、ヒトが昆布だしや鰹だしの旨味を感じるセンサー(旨味受容体、T1R1/T1R3)の機能が変化し、糖を感知する能力を獲得していることを明らかにしました(Baldwin*, Toda* et al, Science, 2014)。しかし、ハチドリは近縁種のアマツバメと分岐した後に糖受容能を獲得したため、ハチドリ以外の鳥類が花蜜の味をどう検出しているかは不明でした。
そこで今回、本研究グループでは、鳥類最大の種数を誇るスズメ目を対象に研究を行いました。その結果、スズメ亜目に属する鳥類では、花蜜以外を主食とする鳥類も食糧源として花蜜を多く利用していることが分かりました。また、旨味受容体の機能を解析したところ、スズメ亜目では花蜜食の鳥類に加え、メジロ(雑食)、ヒヨドリ(果実食)、カナリア(穀物食)など多様な食性の鳥類の旨味受容体が糖に応答しました。さらに、祖先型の旨味受容体を復元し、機能を調べた結果、スズメ亜目鳥類の祖先が、ハチドリとは異なる分子機構で糖受容能を獲得したことが明らかになりました。以上の結果から、祖先に生じた旨味受容体の遺伝子変異によって、長距離移動(渡り)時や主食が不足する季節に重要な食糧源として花蜜を利用するようになり、スズメ亜目が鳥類最大のグループへと繁栄するのに貢献したと示唆されました。本研究成果は、2021年7月8日(木)PM2時(米国東部時間)に米国の科学誌「 Science」誌に掲載されました。
Early origin of sweet perception in the songbird radiation
Y. Toda, MC. Ko, Q. Liang, E. T. Miller, A. Rico-Guevara, T. Nakagita, A. Sakakibara, K. Uemura, T. Sackton, T. Hayakawa, S. YW. Sin, Y. Ishimaru, T. Misaka, P. Oteiza, J. Crall, S. Edwards, W. Buttemer, S. Matsumura, M. W. Baldwin, Science (DOI: 10.1126/science.abf6505) , 2:00 pm U.S. Eastern Time Thursday, 8 July 2021

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鳥類T1R1/T1R3における糖受容能獲得。重要なアミノ酸変異が、メジロキバネミツスイ(スズメ亜目)ではT1R1の細胞外領域、ハチドリ(アマツバメ目)ではT1R3の細胞外領域で生じていた。
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