進化遺伝学：ある神経ペプチド遺伝子の調節性変化を介した概日可塑性の進化
Nature 635, 8040 doi: 10.1038/s41586-024-08056-x
汎存種であるショウジョウバエをはじめとして、多くの生物では概日可塑性が見られ、日の出と日の入りの間の間隔の変化に応じて活動が変化する。この行動がどのように進化してきたのかは不明である。今回我々は、キイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）とセーシェルショウジョウバエ（Drosophila sechellia、赤道地域に生息し明期の変化を最小限しか経験しない生態学的スペシャリスト種）を比較し、概日可塑性の進化の機構基盤について調べた。セーシェルショウジョウバエでは、明期が長い条件下で夜間の活動ピーク時間を遅らせる能力が失われていた。キイロショウジョウバエとセーシェルショウジョウバエの雑種で概日変異体をスクリーニングしたところ、神経ペプチドPdf（pigment-dispersing factor）が、この喪失に関与していることが明らかになった。Pdfには種特異的な時間的発現が見られ、シス調節性の相違がその一因になっていることが分かった。種特異的なPdf調節配列を用いたキイロショウジョウバエでのRNA干渉法とレスキュー実験により、この神経ペプチドの発現調節が、行動可塑性の度合いに影響することが実証された。Pdfの調節領域には、セーシェルショウジョウバエやさまざまな緯度で採取されたキイロショウジョウバエの集団で選択のシグナルが見られた。高緯度のキイロショウジョウバエでは、可塑性が選択的優位性を与えているのに対し、セーシェルショウジョウバエは、おそらく生息域外での交尾成功率の低下により適応度コストを被っていることを示す証拠が得られた。我々の知見は、この神経ペプチド遺伝子が、概日可塑性進化のホットスポット座位であることをはっきりと示しており、これがキイロショウジョウバエの世界的な分布とセーシェルショウジョウバエの赤道地域限定生息の両方に関与している可能性がある。
