環境が“恋の合図”を変える ~ 分裂酵母で見えたフェロモン進化の新しい仕組み ~

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2026-04-21 九州工業大学

九州工業大学と理化学研究所の研究チームは、分裂酵母の性フェロモン機能が環境条件に依存して変化することを解明した。153種類の変異体を用いた解析により、通常条件では機能しないフェロモンがpHなど環境の違いによって活性化することを確認。さらに、ある変異が別の変異の機能低下を補う「進化的バッファリング」も実証された。また、同一変異が交配では有利だが増殖では不利となるトレードオフも示された。これにより、フェロモン進化は配列だけでなく環境や変異の組み合わせに依存することが明らかとなり、細胞間コミュニケーションの進化原理理解に新たな視点を提供する成果となった。

環境が“恋の合図”を変える ~ 分裂酵母で見えたフェロモン進化の新しい仕組み ~
図1. 性フェロモンが多様化しうる環境条件の探索

<関連情報>

分裂酵母における交配フェロモンの文脈依存的な活性化と進化的な緩衝作用 Context-dependent activation and evolutionary buffering of a mating pheromone in fission yeast

Taisuke Seike,Natsue Sakata,Hazuki Kotani & Chikara Furusawa
Communications Biology  Published:21 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-026-10058-6

Abstract

The evolution of mating signals drives reproductive isolation and speciation across diverse lineages. However, how short peptide pheromones, typically subject to strong structural constraints, achieve functional diversification remain unclear. In the fission yeast Schizosaccharomyces pombe, a previously established library of 153 single-amino acid variants of the mating pheromone M-factor was applied to large-scale competition assays under varied mating conditions. Mutations deleterious under standard conditions became advantageous at specific environmental pH levels, demonstrating context-dependent pheromone function activation. Synthetic peptide assays confirmed that certain substitutions act as environmental molecular switches. Comparative analysis with the closely related Schizosaccharomyces octosporus species further identified a permissive mutation that mitigates the effects of otherwise inactivating changes, enabling an evolutionary route without intermediate fitness loss. Our findings reveal how short peptide signals can evolve via environmentally contingent activation and compensatory interactions, offering a mechanistic framework for understanding the ecological and evolutionary dynamics of mating communication.

細胞遺伝子工学
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