1987年、アルギニンや尿素の合成を行なう酵素の一つであるアルギニノコハク酸リアーゼ（AL）のアミノ酸配列が、ニワトリのδクリスタリンとよく似ている（64％同じ）という驚くべき事実が見出された。その後の研究により、両生類から爬虫類、鳥類へ進化する頃に、この酵素の遺伝子の重複が起こって２つになり、その片方が水晶体で強く発現する能力を獲得して水晶体構造たんぱく質専用の遺伝子になったことがわかった（下図）。つまり、δクリスタリン遺伝子はすでにあった酵素遺伝子を流用または盗用してつくられたのである。

さらに、アヒルのεクリスタリンやγクリスタリンなどのいくつかのクリスタリンは、代謝酵素そのものであることが明らかとなった（表）。これらのたんぱく質は多くの組織、細胞で酵素として代謝を担う一方で、水晶体で大量に合成されてクリスタリンとしてもはたらいている訳である。このように、酵素遺伝子を借用するのに、遺伝子重複を用いる場合と、一人二役（gene sharing）ですませる場合と２つの戦略が用いられている。いずれにしても生物進化のかなり短い期間に、酵素遺伝子が機能のまったく異なる水晶体の構造遺伝子に進化したというのは驚きである。遺伝子の分子進化は予想以上に融通無碍である。

（もり・まさたか／熊本大学医学部分子遺伝学教授）

※所属などはすべて季刊「生命誌」掲載当時の情報です。