ガラパゴス諸島のトマトが“逆進化”している新研究(Tomatoes in the Galapagos are de-evolving)

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2025-06-23 カリフォルニア大学リバーサイド校 (UCR)

ガラパゴス諸島のトマトが“逆進化”している新研究(Tomatoes in the Galapagos are de-evolving)
De-evolved tomatoes from the Galápagos. (Adam Jozwiak/UCR)

カリフォルニア大学リバーサイド校の研究により、ガラパゴス諸島の一部に自生する野生トマトが進化を逆行し、数百万年前の祖先が持っていた毒性アルカロイドを再び生成していることが判明した。この現象は「逆進化」の一例とされ、環境条件が厳しい新しい島では原始的な化学防御が有利に働いている可能性がある。研究では酵素のわずか4つのアミノ酸変化が分子構造を祖先型に戻すことを突き止めた。成果はNature Communications誌に掲載された。

<関連情報>

ソラマメ科における立体分岐アルカロイドを進化させた酵素的ツイスト Enzymatic twists evolved stereo-divergent alkaloids in the Solanaceae family

Adam Jozwiak,Michaela Almaria,Jianghua Cai,Sayantan Panda,Hadas Price,Ron Vunsh,Margarita Pliner,Sagit Meir,Ilana Rogachev & Asaph Aharoni
Nature Communications  Published:18 June 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-59290-4

Abstract

Steroidal alkaloids play a crucial role in plant defense and exhibit distinct stereochemistry at C25, forming either the tomato-type (25S) or eggplant-type (25R) isomers. Here, we uncover the molecular mechanisms shaping this stereochemical diversity. Phylogenetic analysis of GLYCOALKALOID METABOLISM 8 (GAME8) cytochrome P450 hydroxylases across the Solanaceae family revealed two distinct clades producing either 25S or 25R isomers. Ancestral GAME8 likely favored 25R, with gene duplications giving rise to 25S-producing enzymes in more recent Solanum species. In S. nigrum and S. dulcamara, multiple GAME8 copies generate mixed isomeric profiles. Notably, in wild S. cheesmaniae from the Galápagos, mutations in GAME8 have driven a shift from 25S back to the ancestral 25R, suggesting reverse evolution. Our findings highlight how GAME8 evolution has shaped alkaloid diversity in the genus Solanum, demonstrating a complex interplay between enzyme function, genetic variation, and evolutionary adaptation.

生物工学一般
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