新潟大学の吉田恒太特任教授らの研究グループは、雌雄同体を進化させた線虫の遺伝機構を解析し、一部の雌雄同体の種ではtra-1という遺伝子のON/OFFを介して、確率的にオスを発生させる「確率的性決定」を進化的に獲得することで、雌雄同体が進化してきたことを明らかにした。
ヒトは男と女という二つの生物学的性をもっているが、動物全般には様々な性の在り方がある。線虫を含む一部の動物ではオスとメスだけの種から、メスが精子を作り出し自家受精をする雌雄同体への進化が度々起こっている。なぜそのような進化が何度も起こり得るのかは長年の大きな謎だった。
研究グループは、雌雄同体の線虫の性決定機構を調査し、これらの種が確率的性決定というシステムでオスを生み出していることを明らかにした。このシステムではサイコロを振るように確率で性が決まる。ある種では遺伝的解析により、tra-1という遺伝子にオスとメスを確率的にスイッチする役割があることが分かった。
さらに、その確率は温度感受性もあり、その種では高温になるほど、別の種では低温になるほどオスが増えると分かった。この二種は独立に雌雄同体に進化しているが、どちらの祖先も同様にXY型の遺伝的性決定から確率的性決定を進化させていた。これにより、雌雄同体がオスを産むことができ、そのオスが他の雌雄同体と交雑することで、種の遺伝的な多様性が保たれていると予想される。
今回の研究は、生殖システム、性染色体、性決定システムの進化が相互に関係する進化ダイナミズムを世界ではじめて示したもの。今後は線虫進化の研究室での再現や、ヒトの病態にかかわる変異を生じる進化的基盤の研究への応用も予定している。
