image: VMAT1 (vesicular monoamine transporter 1) has two human-specific mutations in its amino acid sequence, 130Glu->Gly and 136Asn->Thr. The 136Ile variant has additionally emerged recently, putatively along with Out-of-Africa migration of modern humans. view more
Credit: Daiki Sato
詳細な説明】
セロトニンやドーパミンといったモノアミン神経伝達物質は、私たちの認知・情動機
能において重要な働きを担っています。その進化的起源は後生動物まで遡るほど古
く、関連遺伝子の機能は進化的に強く保存されている一方で、私たちヒトを含めた霊
長類において、それらの関連遺伝子の変異が、近縁種間の社会性や攻撃性の違い に大きな影響を与えている可能性が報告されています。
私たちがこれまでに行った研究により、神経や分泌細胞内で分泌小胞に神経伝達
物質を運搬する小胞モノアミントランスポーター１（VMAT1）遺伝子が、人類の進化
過程で自然選択を受け、進化してきたことが示唆されました。VMAT1 遺伝子の 130
番目と 136 番目のアミノ酸座位では、それぞれ、グルタミン酸（Glu）からグリシン
（Gly）、アスパラギン（Asn）からスレオニン（Thr）へと、人類系統で進化したことが明
らかとなっています（図１）。また、現代人においては、136 番目のアミノ酸が Ile（イソ ロイシン）型の人も一定数おり、Ile 型の人に比べて Thr 型の人の方が、うつや不安
傾向が強いことが報告されています。さらに、放射性標識神経伝達物質を用いてタン
パク質の機能を調べた先行研究により、136 番目が Thr 型だと Ile 型に比べて
VMAT1 の神経伝達物質の取り込みが低いことが明らかとなっています。一方で、人
類進化の初期において生じた２つのアミノ酸置換（130Glu→Gly および 136Asn→
Thr）が、VMAT1 タンパク質の神経伝達物質の取り込みに与えた影響は不明でした。
そこで本研究では、チンパンジーとの共通祖先から人類の進化過程で生じた可能
性のある５つの VMAT1 タンパク質を人工的に再現し、蛍光神経伝達物質を用いて、
各遺伝子型の VMAT1 タンパク質の神経伝達物質の取り込み能力を定量、比較しま
した。その結果、人類進化の初期において VMAT1 タンパク質によるモノアミン神経
伝達物質の取り込みは低下したことが明らかとなりました（図２）。130Gly/136Thr と
強い不安・うつ傾向との関連を示している先行研究をふまえると、これは、人類進化の
初期において不安やうつ傾向が強まる方向に進化した可能性を示しています。一方
で、その後に出現した 136Ile 型が抗不安傾向をしめし、頻度を増したことをふまえる
と、過去と現在では神経伝達に関わる経路に異なる選択圧がかかっている可能性が
考えられます。本研究成果は、認知や情動機能に関わる神経伝達物質の調節機構
が、人類の進化過程で独自の進化を遂げた可能性を示しており、私たちの精神的個
性や精神・神経疾患の生物学的意義について示唆を与えると期待されます。
本研究の成果は、12月2日に BMC Evolutionary Biology誌に掲載されました。
本研究は、文部科学省科学研究費、新学術領域｢個性創発脳｣ (17H05934 および 19H04892)の支援を受けて行われました。
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Journal
BMC Evolutionary Biology