东京大学项目研究员小川阳平领导的一个小组利用斑马鱼进行了研究,斑马鱼具有四色视觉,这是脊椎动物的原型,并研究了感知蓝色和绿色的颜色传感器(参与色觉的光感受器蛋白)。发现了基因调控所必需的关键分子。
动物的视网膜配备有多种颜色传感器,它们可以通过组合它们来感知颜色。脊椎动物的祖先物种有四种颜色传感器(紫色、蓝色、绿色和红色),它们的四色视觉是其原型。迄今为止,紫色和红色传感器已被研究,但蓝色和绿色传感器的作用及其遗传控制机制仍不清楚。
研究小组使用斑马鱼(一种具有四色视觉的小鱼)来寻找调节颜色传感器基因所必需的分子。我们分析了视网膜中的基因表达模式,并鉴定出转录调节因子 Six4 和 Six6 是在视锥细胞中强烈表达的分子。此外,我们发现 Six7 和 Six6 协调调节蓝色和绿色传感器基因的表达。此外,当通过基因操作删除Six7和Six6时,动物进食(进食)的能力显着降低,这表明通过这些关键分子的功能发展色觉对于动物的生存至关重要。
在进化过程中,哺乳动物从白天变成夜间,四种颜色传感器中失去了蓝色和绿色。人类祖先将其余两个物种的红色传感器加倍,创造了绿色传感器,并获得了改良的三色(蓝色、绿色、红色)视觉,可以覆盖从蓝色到绿色的波长范围。为了利用阳光作为环境信号,接收蓝色到绿色波长(中心波长范围)可能是有利的。未来的研究预计将阐明支持不同类型色觉及其进化过程的基因控制机制。