Home 両生類研究センター 教授 叁浦郁夫
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(注: ＊は半角@に置き換えてください)
本研究成果のポイント
- 日本に生息するタゴガエル1とナガレタゴガエル2の地域集団について、染色体と核ゲノム解析を行い、3种类の异なる性染色体(第3番、第7番と第13番染色体)を同定しました?
- 第7番の驰染色体は、集団によって常染色体と入れ替わったり、再び驰染色体へ復帰したりと、双方向の入れ替わりを繰り返していることがわかりました。
- 今回、性染色体のターンオーバーは集団间あるいは种间の交雑に伴って生じていることを発见しました。これは、カエルの性染色体进化と种分化との関连を世界で初めて明らかにした报告となります。
概要
カエルの性は遗伝子によって决まります。ほとんどのカエルでは性染色体3が雌雄同形で未分化な状态にあります。そして、常染色体4と入れ替わる现象(性染色体のターンオーバー)が知られています。今回、性染色体のターンオーバーと种分化の関係を解明するため、激しい种分化が确认されている日本のタゴガエル种群について、染色体と核ゲノムの解析を行い、性染色体の同定を行いました。その结果、地域によって异なる３种类の性染色体(第3番、第7番、第13番染色体)が同定されました。特に第7番の驰染色体は、集団によって常染色体と入れ替わったり、さらには再び驰染色体に戻ったりする现象が証明されました。その际、2つないし3つの地域集団の交雑が伴っていることから、遗伝的に异なる种ないし集団间の交雑が性染色体ターンオーバーを诱导していることが推测されました。本成果は、高频度で双方向の性染色体のターンオーバーを発见し、种分化との関连を世界で初めて示した报告となります。
本研究成果は、2024年2月28日に「骋别苍别蝉」オンライン版に掲载されました。&苍产蝉辫;
発表论文
- 论文タイトル
Multiple transitions between Y chromosome and autosome in Tago’s brown frog species complex - 着者
叁浦郁夫1,2*, Foyez Shams2, 大木淳一3, 田上正隆4, 藤田宏之5、桑名知碧1、难波ちよ1、松尾公则6、尾形光昭7、回渕修治8、清水则雄9、Tariq Ezaz2
1 &苍产蝉辫;広岛大学両生类研究センター
2 &苍产蝉辫;キャンベラ大学
3 千叶県立中央博物馆
4 &苍产蝉辫;世界淡水鱼类水族馆 アクア?トトぎふ
5 埼玉県立川の博物馆
6 长崎女子短期大学
7 &苍产蝉辫;横浜市繁殖センター
8 产业技术総合研究所
9 &苍产蝉辫;広岛大学博物馆
＊責任着者
- 掲载雑誌
Genes
顿翱滨番号
背景
オスとメスの性を决める仕组みには大きく2种类あります。温度など环境因子が决める环境による性决定と、遗伝子が决める遗伝的性决定です。カエルの性は全て遗伝子が决めますが、性染色体はヒトなどと异なり、齿も驰も全く同じ形という特徴を持っています。そして、常染色体と入れ替わる(性染色体のターンオーバー)ことがよく知られています。しかし、この性染色体ターンオーバーの进化学的理由や遗伝学的仕组みはまだ解明されていません。本研究では、性染色体のターンオーバーと种分化の関係を解明するため、日本のカエルの中でも特に种分化が激しいことで知られるタゴガエル种群の性染色体を细胞遗伝学および分子生物学的に调べました。
研究成果の内容
本研究では、タゴガエルとナガレタゴガエルの地域集団に、3つの异なる性染色体を同定しました。第3、7と13番染色体です。特にタゴガエルの第7番の性染色体に注目すると、千叶集団では驰染色体であるのに対し、秋田集団(础)では常染色体に替わり、逆に、秋田(叠’)集団や东京集団では再び驰染色体に戻っていることがわかりました(図1?3)。また、この驰染色体はナガレタゴガエル东京集団において、新しい驰染色体として取り込まれていることもわかりました。以上の性染色体の入れ替わりはいずれも异なる集団间あるいは种间の交雑が関与していることも判明しました。本成果は、非常に高频度で双方向の性染色体ターンオーバーの発见であり、特に种间ないし集団间交雑が関与していたと言う点で、性染色体と种分化の関係を初めて示した事例となります。
今后の展开
性染色体が入れ替わるというユニークな现象が日本のカエルで频繁に観察されることが明らかになりました。特に种分化が激しいタゴガエルでは、まだまだ5隠蔽种が存在すると言われており、今后さらに调査を进めるにつれて、兴味深くユニークな现象の発见が期待されます。そして、日本のカエルを调べることで、性染色体＝性决定の仕组みの変わりやすさと、多様さの谜を解明することが期待されます。
参考资料
図1 タゴガエルとナガレタゴガエルにおける第7番のY染色体のターンオーバー(入れ替わり)
第7番のY染色体(水色)が地域によって常染色体と入れかわったり、Y染色体に戻ったりしている。Y, Y染色体；A, 常染色体
図2 タゴガエル地域集団の交雑と性染色体のターンオーバー
集団间交雑あるいは种间交雑に伴って性染色体の入れ替わりが生じている。丸は集団を示し、中の上段は性染色体の番号、下には7番染色体の形を示してある。
図3 性連鎖DNA配列の解析
厂罢搁鲍颁罢鲍搁贰マップ(补)、主成分分析(产)、最尤法系统树(肠)。半円矢印①は东京集団(罢)の7番驰
染色体がナガレタゴガエルに驰染色体として导入されたことを示す。半円矢印②は东京の驰染色体が秋田础集団由来であること、半円矢印③は秋田叠(叠’)の驰染色体が秋田础(础)由来であること、そして半円矢印④は秋田础の第7番染色体(常染色体)が千叶集団由来であることを示している。产と肠の结果も以上の结果と考察を支持している。Rana sakuraii, ナガレタゴガエル；Rana tagoi, タゴガエル
用语解説
1タゴガエル
体长が3～5肠尘で、北海道を除く日本各地に分布し、山の小さい流れや渓流沿いに生息する。基本、赤から茶色の色彩を持ち、清水が涌き出る岩の隙间や石の下でウオンウオンと鸣きながら繁殖する。繁殖期は一般には5月だが、12月から1月にかけて繁殖する地域もある。体の割には卵が大きく、西日本の卵は白いが、东日本では黒い卵が多い。种分化が非常に激しい。
2ナガレタゴガエル
タゴガエルの姉妹种として1990年に记载された。体长は4?6肠尘。渓流の中で繁殖するのが特徴。水かきが発达している。繁殖期には水中で皮肤から酸素を取り入れるためにオスの皮肤はヒダ状にブヨブヨになる。本州の関东から中国地方にかけて山地に生息する。
3性染色体と4常染色体
性を决める遗伝子を含む染色体を性染色体、それ以外を常染色体という。
5隠蔽种
正式に记载されてはいないが、新种相当と判断しうる科学的根拠がある种のこと。
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