日本国立基础生物学研究所和中部大学研究小组成功解码了“平家萤火虫”的基因组。与美国麻省理工学院合作,还解码了美国萤火虫“Fotinus Pilaris”的基因组。两者的比较表明,萤火虫在 1 亿多年前就获得了发光的能力。
萤火虫发光是由一种叫做荧光素酶的酶与一种叫做荧光素的底物反应产生的。利用这种机制的发光技术被广泛应用于生物技术和医学领域,但目前尚不清楚萤火虫何时以及如何获得和进化发光功能。
这一次,美日联合团队破译了具有共同祖先的露西奥拉和火龙果的基因组。Heike萤火虫基因组由9亿个碱基对组成,Fotinus基因组由4亿个碱基对组成,每个基因组已鉴定出约7个基因。
分析结果表明,荧光素酶基因的起源是生物体普遍具有的脂肪酸代谢酶“酰基辅酶A合酶”的基因,该基因导致“基因重复”不断复制。一个又一个的基因组,发现其中一个通过突变进化成具有发光活性的荧光素酶。此外,萤光素酶经历了另一种基因复制,一种进化为在成年萤火虫中发光,另一种在卵和蛹中发光。两种萤火虫都在 1 亿年前(白垩纪)与它们的共同祖先分道扬镳,但这些基因重复发生得更早。
将来,对荧光素酶基因以外的支持发光的基因的分析将是一个问题。此次解码的基因组信息等数据将是其重要依据,预计这些基因的分析工作将加速推进。