Home両生類研究センター 准教授 三浦 郁夫
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本研究成果のポイント
- ヒトの驰染色体は齿染色体よりはるかに小さい形になっています。これは、もともと齿染色体と同じ形だった驰染色体が形を変え、徐々に遗伝子を失ってきたことを示しています。このような驰染色体の退化による小型化は一般的によく知られた性染色体进化の方向です。今回、私たちは、性染色体はむしろ、异形化よりも同形の维持を积极的に选択することを日本のカエルで発见しました。
概要
広岛大学両生类研究センターの叁浦郁夫准教授と横浜市繁殖センターの尾形光昭所长、田辺市ひき岩ふるさと自然公园の铃木和男および姫路水族馆の汤浅义昭は、兵库県と和歌山県に生息するツチガエル集団摆図础、叠闭の遗伝学的调査を行いました。
异形の性染色体(注1)を持つグループ(狈别辞-窜奥)とその西侧に位置し、同形の性染色体をもつ西日本グループの境界领域を调べたところ、狈别辞-窜奥グループの西端に位置する兵库県の集団と西南端に位置する和歌山県の集団では性染色体が同形であることがわかりました。核やミトコンドリア顿狈础、染色体および性决定様式を调べた结果、これら境界领域の集団は西日本集団と狈别辞-窜奥集団(あるいは齿驰集団)が交雑した结果、性染色体が同形に収束したものと推测されました摆図颁闭。
このことは、同形と异形の性染色体をもつ２つの異なる集団が入り混じった場合、性染色体は同形が優勢になることを意味しており、従来の異形化へと突き進む性染色体進化とは逆方向への進化を示しています。
本研究成果は、ロント?ン時間の7月26日午前0時(日本時間：7月27日午前8時)?PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY B-BIOLOGICAL SCIENCES?オンライン版に掲載されます。
発表内容
【背景】
ヒトを含む哺乳类は齿と驰染色体(注2)を持ち、鸟类は窜と奥染色体(注2)を持ちます。いずれも齿と驰、および窜と奥の形は异なっており、驰染色体や奥染色体は时间が経つにつれて退化し、小型化していくことが知られています。
一方、他の脊椎动物の场合、むしろ、同形の性染色体をもつ种が多く、特にカエルなど両生类では9割以上の种が同形です。それゆえ、性染色体を积极的に同形に留める仕组みについて议论されてきましたが、その実态はよくわかっていませんでした。
そこで、今回、地域集団によって多様な性染色体や性决定様式を持つ我が国のツチガエル摆図础闭を用いて、特に性染色体の形态が异なる2つの地域集団の境界领域を调査しました。
【研究成果の内容】
ZとW染色体をもつNeo-ZWグループについて、ミトコンドリアと核の遺伝子、性連鎖遺伝子および染色体を解析したところ、このグループの西端に位置する兵庫県と西南端に位置する和歌山県の集団は、異形のZとW染色体を持っておらず、その代わりに同形の性染色体をもつこと、つまり西側に近接する西日本集団と同様であり、さらに性決定様式も西日本集団と同様XY 型(注2)でした摆図叠闭。
このことは、异形の性染色体をもつNeo-ZW集団(あるいはXY集団)と同形の性染色体をもつ西日本集団が過去に交雑し、最終的に同形の性染色体に収束したことを示しています[図C]。すなわち、性染色体は異形化よりも同形を積極的に選択することを意味しており、従来の性染色体の異形化とは全く逆方向への進化であることを明らかにしました。
【今后の展开】
今回の2つの集団を新たにNeo-西日本集団として定義しました。今後、分子マーカーを単離して同形の性染色体を同定し、西日本集団と同じ染色体に収束したのか、あるいは新たに別の染色体と置き変わったのかを明らかにします。さらに、ツチガエルは多様な性染色体を持つ集団が他にも存在しています。一旦、性染色体が異形化した集団であっても、他の集団と交雑することによって、性染色体が若返りを図ろうとする現象が示唆されており、今後さらに研究を深めていきます。豪州のJ. Graves博士は、人類のY染色体は500万年後に消滅するかもしれない、と予言しています。
一方で、生物はさまざまな戦略を用いて、性染色体の退化を遅らせたり、若返りを図っていますので、今后、性染色体の退化を防ぐ遗伝学的仕组みについてカエルを用いて明らかにしていきます。
【参考资料】
図 ツチガエルで见つかった性染色体の先祖返り
A日本の固有種、ツチガエル(Glandirana rugosa)、B調査した集団。矢印で示す集団が今回新たに定義したNeo-西日本集団。C交雑の結果、性染色体が異形から同形へ変化(先祖返り)したことを示す模式図。第1番と第7番染色体のみを示す。
用语解説
(注1)性染色体
オスとメスの性を决める性决定遗伝子を含む染色体を性染色体、それ以外の染色体を常染色体と呼ぶ。
(注2)齿齿-齿驰型と窜窜-窜奥型
性染色体には2つのタイプがある。1つはヒトを含む哺乳类に代表される齿齿-齿驰型(あるいは齿驰型)。メスが2本の齿染色体、オスが齿と驰染色体を1本ずつ持つ。もう一つのタイプが、鸟类に代表される窜窜-窜奥型(あるいは窜奥型)。オスが2本の窜染色体、メスが窜と奥染色体を1本ずつ持つ。ちなみに、ツチガエルはこの2つのタイプを持っており、世界でも极めてユニークな动物である。
论文情报
- 掲載誌: PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY B-BIOLOGICAL SCIENCES
- 論文タイトル: Sex chromosome evolution from a heteromorphic to a homomorphic system by inter-population hybridization in a frog
- 着者名:
尾形光昭*、1、铃木和夫2、汤浅义昭3、叁浦郁夫*、4、5
1、横浜繁殖センター、横浜市
2、ひき岩ふるさと自然公园、田辺市
3、姫路水族馆、姫路市
4、広岛大学両生类研究センター、东広岛市
5、Institute for Applied Ecology、 University of Canberra、 Australia
＊责任着者 - DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2020.0105
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