「盗んだタンパク質」で光る魚、全ゲノム解読に成功 -消化されないタンパク質の謎解明へ-

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2026-04-02 東北大学

東北大学の研究チームは、発光魚キンメモドキの高品質な全ゲノム解読に成功し、「盗タンパク質(kleptoprotein)」現象の実在をゲノムレベルで初めて証明した。本種は発光酵素ルシフェラーゼを自ら合成せず、餌であるウミホタルから取り込んだタンパク質をそのまま利用して発光することが知られていたが、今回の解析により該当遺伝子がゲノム内に存在しないことが確認された。これは、生物が遺伝子を持たずに外部由来のタンパク質で機能を獲得する特異な戦略を示すものである。本成果は進化の新たな多様性を示すとともに、タンパク質の消化回避機構の解明や経口バイオ医薬への応用に貢献すると期待される。

「盗んだタンパク質」で光る魚、全ゲノム解読に成功 -消化されないタンパク質の謎解明へ-
図1. キンメモドキ
体長約7 cm。太平洋沿岸に生息し、数千匹の群れをつくる。沖縄美ら海水族館など、国内の水族館でもしばしば展示されている種ではあるが、発光することはあまり知られていない。写真: 国営沖縄記念公園(海洋博公園):沖縄美ら海水族館。

<関連情報>

盗掘タンパク質生物発光魚パラプリアカンサス・ランソネティのゲノムにおけるルシフェラーゼ遺伝子の欠損 Absence of the luciferase gene in the genome of the kleptoprotein bioluminescent fish Parapriacanthus ransonneti

Manabu Bessho-Uehara,Katsushi Yamaguchi,Keita Koeda,Shohei Matsuzaki,Taro Maeda & Shuji Shigenobu
Scientific Reports  Published:01 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-026-43942-6

Abstract

The metabolic and physiological functions of the living organisms are primarily governed by enzymes encoded within their own genomes. An exception to this doctrine is the phenomenon of kleptobiology, where individuals sequester and use functional modules from their prey. The fish Parapriacanthus ransonneti possesses a luciferase that catalyzes a light-emitting reaction in its light organs. Intriguingly, the protein sequence of this luciferase is identical to that of the ostracod-derived luciferase. We recently demonstrated that the fish sequesters and retains the luciferase from the luminous prey, leading to the hypothesis that the fish does not have a gene encoding the luciferase. To test this hypothesis, here, we produced a high-quality draft genome of P. ransonneti. The assembled size of 625 Mbp closely matches the experimentally estimated genome size of 613 Mbp, and we constructed a gene model with a high BUSCO score. Our search within this gene model did not detect any ostracod-type luciferase genes. Expanding our search to include the entire assembled genome, raw reads, and the transcriptome also supported the absence of the luciferase genes. These results suggest that P. ransonneti lacks the luciferase gene, supporting our previous discovery that it utilizes stolen proteins for bioluminescence.

細胞遺伝子工学
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