ヒトを含む霊长类の色覚は、赤?緑?青の3种类の「锥体（すいたい）视物质」によって実现されています。なかでも赤と緑の视物质は、アミノ酸配列の约96％が共通しているにもかかわらず、吸収する光の波长に约30ナノメートル（苍尘、1苍尘は10亿分の1メートル）という决定的な差があり、このわずかな违いが赤と緑の识别を可能にしています。しかし、この波长差を生む立体构造上のメカニズムは、色覚研究における长年の大きな谜でした。
岩田想 医学研究科教授、野田岳志 医生物学研究所教授、杉田征彦 同准教授、今井啓雄 ヒト行动进化研究所教授、片山耕大 名古屋工業大学准教授らの国際共同研究グループは、霊長類（マカク）の赤および緑錐体視物質の「暗状態（光を受ける前の状態）」における3次元構造を、クライオ電子顕微鏡単粒子解析により世界で初めて原子レベルで決定しました。さらに量子化学計算と統合解析を行うことで、光を吸収する物質（レチナール（発色団））自体の構造は両者でほぼ同一である一方、赤錐体に特異的な3つの親水性アミノ酸残基の「配置」や「電気的な性質（双極子モーメント）」の違いにより生じる静電環境が、赤と緑の見分けを実現する決定的要因であることを明らかにしました。
また、暗所视を担う「桿体（かんたい）视物质（ロドプシン）」との比较から、锥体视物质における膜侧面の构造的空隙（横穴构造）を见いだしました。さらなる解析の结果、レチナールの「放出」と「取り込み」は、それぞれ异なる経路を通じて行われる可能性が示されました。活性化に伴う膜侧面の横穴の形成自体はロドプシンでも见られますが（第一の横穴）、锥体视物质では、暗状态においてすでに「取り込み侧」の経路（第二の横穴）が开いた构造をとっていることが明らかになりました。この构造的特徴により、レチナールの取り込み効率が高まり、光応答后の再生が迅速に进行することで、锥体特有の高速な视覚サイクルを支えていると考えられます。加えて、锥体视物质では暗状态でも活性型に近い柔软な构造をとる性质も确认されました。これらは锥体特有の「高速な光応答」や「迅速な视覚再生」を支える重要な构造基盘であり、强い光にさらされる日中の环境下で、色覚机能を连続的に维持するために锥体视物质が获得した构造的适応であると考えられます。本成果は、色覚の分子机构の理解を飞跃的に进展させるものであり、将来的な视覚疾患の病态解明や创薬研究への大きな贡献が期待されます。
本研究は、大橋沙也佳 名古屋工業大学博士後期課程学生、神取秀樹 同特別教授、加藤英明 東京大学教授、Massimo Olivucci イタリア?シエナ大学（University of Siena）教授、小林拓也 関西医科大学教授、寿野良二 同准教授、南後恵理子 東北大学教授らとの国際共同研究として実施されました。
本研究成果は、2026年6月25日に、国际学术誌「厂肠颈别苍肠别」にオンライン掲载されました。
研究者のコメント
「京都大学医生物学研究所のクライオ电子顕微镜施设での试料评価と観察を通じて、本研究の一端を担うことができました。さまざまな専门性をもつ先生方との协働がこのような大きな成果につながったことを、大変嬉しく思います。」（杉田征彦、野田岳志）
「约20年前に着想した研究が、多くの方々の协力を得て実现したのは大変喜ばしいことです。现在は责任着者になった名工大の教员が、大学院に入ってすぐに共同利用研究で本学犬山キャンパスに通って実験を始めたのが、つい昨日のように思われます。よい研究をするのにはやはり数年単位ではなかなか困难で、10年単位で研究を推进することの重要性を改めて考えさせられます。」（今井启雄）
【顿翱滨】
【书誌情报】
Sayaka Ohashi, Kota Katayama, Asato Kojima, Xuchun Yang, Masahiro Fukuda, Filippo Sacchetta, Ryoji Suno, Yukihiko Sugita, Nipawan Nuemket, Suhyang Kim, Kazuhiro Kobayashi, Hiroo Imai, So Iwata, Eriko Nango, Takuya Kobayashi, Takeshi Noda, Massimo Olivucci, Hideaki E. Kato, Hideki Kandori (2026). Structural insights into spectral tuning and retinal exchange in cone visual pigments. Science, 392, 6805, eadz3996.
