ベータケラチン

ベータケラチン（β-ケラチン）は、爬虫類、鳥類、センザンコウの表皮に存在する構造タンパク質ファミリーの一員です。^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} 硬くて防水性のある物質を形成し、鱗、爪、羽毛にはこのタンパク質の異なるバージョンが存在します。哺乳類のケラチンと類似しているため、かつてはケラチンの一種と考えられていましたが、現在は「ベータタンパク質」と考えられています。

βケラチンは、表皮角質層に積み重なったβシートから構成されていることから命名され、αヘリックスを豊富に含む中間径フィラメントタンパク質であるαケラチンと区別されています。^{[ 4 ]}最近の研究では、ケラチンという用語はαケラチンに限定すべきであると示唆されています。その結果、「βケラチン」は現在、「角質βタンパク質」^{[ 4 ]}または「ケラチン関連βタンパク質」^{[ 5 ]と呼ばれることが多くなっています。}

β-ケラチンは角質層に浸透することで爬虫類の皮膚の剛性と防水性に大きく貢献している。これにより乾燥から保護され、陸上環境での耐久性が向上する。鳥類では、β-ケラチンは鱗、嘴、爪、羽毛に存在する。系統発生学的研究によると、羽毛のβ-ケラチンは鱗のβ-ケラチンから進化した。^{[ 6 ]}鱗のβ-ケラチンは鳥類の基底群を形成し、続いて爪のβ-ケラチン遺伝子があり、さらに組換えが起こって新しい羽毛や羽毛のようなβ-ケラチン遺伝子が生じた。これらの進化パターンはゲノム座位と相関している。^{[ 7 ]}

β-ケラチンの変化が動力飛行の進化に影響を与えた可能性がある。分子年代測定によると、鳥類のβ-ケラチン遺伝子は、約2億1600万年前にワニ類の近縁種から分岐し始めた。しかし、羽毛のβ-ケラチンが分化し始めたのは約1億2500万年前で、白亜紀の鳥類の適応放散と一致する。^{[ 7 ]}現代の羽毛のβ-ケラチンは弾力性が高く、これが飛行の発達に寄与した可能性がある。^{[ 7 ]}

アンキオルニスや始祖鳥などの羽毛を持つ非鳥類恐竜は、おそらく鳥類のβ-ケラチンを持っていたが、羽毛特有のβ-ケラチンを欠いていたため、飛行能力について疑問が生じていた。^{[ 8 ]}

小型のアルバレスサウルス科恐竜シュヴウイア・デセルティは、かつてβ-ケラチンで構成された羽毛のような皮膚被覆を持っていたと考えられていた。シュヴァイツァーら（1999）による免疫組織化学分析は、当初この結論を支持した。^{[ 9 ]}しかし、サイッタら（2018）によるその後の研究は、分析された繊維がβ-ケラチンではなく無機リン酸カルシウムで構成されていることを実証し、この主張を否定した。^{[ 10 ]}

• ケラチン
• 羽毛恐竜
• 爬虫類

• 米国国立医学図書館の医学主題見出し（MeSH）におけるβ-ケラチン