理化学研究所と東京大学の研究グループは、遺伝子配列決定が難しかった植物Y染色体の遺伝子地図の作製に成功しました。ひとつの株におしべとめしべの両方を持つ植物が、どのように進化して別々の株に持つようになったのかを解明する手がかりとなりそうです。

 植物の中にはおしべとめしべを別々の株にわけ、人と同様にXおよびY型の性染色体を持つものがあります。XYを持つとオス、XXを持つとメスになります。このような植物はおしべとめしべを一つの株に付ける植物から進化したと考えられており、ナデシコ科のヒロハノマンテマが代表例です。Y染色体には性決定遺伝子としてめしべの発達を抑える遺伝子と、おしべの発達を促進する遺伝子が必要です。ヒロハノマンテマのY染色体はヒトのY染色体よりも10倍と大きいため、遺伝子配列を調べるのが困難でした。

 共同研究グループは重イオンビームと言う放射線の一種をY染色体に照射し、異常を生じさせることでおしべとめしべの両方を持つ株や、どちらも持たない株を作り出しました。現れた特徴と染色体の異常が起きた部位との対応を調べることで、Y染色体上の遺伝子地図を作製することに成功しました。さらに既に明らかになっていたX染色体の遺伝子地図と比較したところ、対応する遺伝子が完全に逆に配置していることが分かってきました。これは自然に起こる遺伝子の組み換えが抑制されることを意味しています。この事実は性決定遺伝子の進化を考える上で重要な発見です。

 遺伝子の組み換えが抑制されたことはY染色体を持つことになった要因ではないかと考えられます。今後はより詳しい調査を行うことでどの遺伝子がど順番で獲得されてきたのか、それに伴ってどのように雌雄で株を分けるに至ったのかを調べていくとしています。

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大学ジャーナルオンライン編集部

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