北海道大学大学院理学研究院の黒岩教授らの研究グループは、オス個体がY染色体とSry遺伝子を持たないアマミトゲネズミで性別が決まる仕組みの一端を解明した。
性別を決めるという、非常に重要な仕組みを生物がどのように維持し続けるかという疑問に対しても新しい知見をもたらした、この研究の内容について詳しく解説する。
なぜY染色体を持つと男性になるのか？
ヒトを含むほとんどの哺乳類では、Y染色体の上に存在するSryという遺伝子の有無によって、その個体の性別が決まる仕組みを持っている。これは、受精卵が発達する途中、Sry遺伝子がきっかけとなり、精巣が作られるような働きかけが起きるようになっているからである。
Sryのように性別を決定づける遺伝子は「性決定因子」、X染色体やY染色体のように性決定に関わる染色体は「性染色体」と呼ばれている。鳥や魚などの哺乳類以外の生物にもオス・メスが存在するが、性別を決める仕組みにはバリエーションがあることが分かっており、さまざまな生物が持つ「性が決まる仕組み」や「性染色体がどのように進化するのか」は古くから研究の対象になっている。
アマミトゲネズミが注目される理由−Y染色体を持たないオス
アマミトゲネズミは奄美大島のみに生息する固有種で、国の天然記念物および国内希少野生動物種に指定されている。
しかし、このネズミが注目される理由は、先ほど説明した、哺乳類が持つ性決定の仕組みを「持っていない」ことにある。アマミトゲネズミのオスは、本来持っているはずのY染色体とSry遺伝子を持っていないことが1970年代に明らかになった。
哺乳類でこのような事例は非常に珍しく、アマミトゲネズミでSry遺伝子の代わりとなって機能する「性決定因子」が何であるのかは長年の謎であったが、希少な生物であるがゆえに研究がなかなか進められずにいた。
ゲノム解読とゲノム編集技術による検証
同研究グループは、アマミトゲネズミのオス個体のゲノム配列を決定し、オス個体だけが持ち、メス個体にはない領域をくまなく探したところ、41箇所の候補が見つかるようになった。そこからさらに絞り込んだところ、1箇所だけが残るようになった。
この「ゲノムの違い」が「性別の違い」を生み出すのかを確認するため、ゲノム編集技術を使って、メスのマウスに「アマミトゲネズミで見つかったオスだけが持つ領域」を再現する実験を行った。
その結果、本来のSry遺伝子が働きかける遺伝子の発現に変化が見られたことから、このゲノムの違いが少なくとも性決定に関わっていることが確認された。同研究グループは今後、さらに詳細なメカニズムの解明を進めるという。
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