Y染色体なしでなぜオスに? 奄美大島のトゲネズミの謎、明らかに

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野口憲太
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 オスになることを決める「Y染色体」がないのに、オスが生まれる哺乳類「アマミトゲネズミ」。その性別が決まるしくみを北海道大などの研究グループが明らかにした。哺乳類で、Y染色体が関与せず性別が決まる仕組みの解明は世界初という。進化を先取りしているとも言え、ヒトを含む哺乳類の未来の姿を考える手がかりになるという。

 アマミトゲネズミは、体長十数センチほどのネズミの仲間。鹿児島県奄美大島だけに生息する固有種で、国の天然記念物絶滅危惧種に指定されている。オス特有のY染色体を持たないのが特徴だ。

オスもメスも「XO型」

 ヒトを含む哺乳類の性別を決める「性染色体」はX染色体とY染色体の二つがある。ほとんどの哺乳類では、Y染色体の「Sry」という遺伝子が適切なタイミングではたらくと、スイッチを押されたように第二、第三の遺伝子が次々と活性化して、精巣がつくられ、オスになる。

 そのため、両親から1本ずつ受け継いだ性染色体のペアが、どちらもX染色体の「XX型」だとメスに、片方がY染色体の「XY型」だとオスになる。

 しかし、アマミトゲネズミの性染色体は、性別に関係なくX染色体1本だけの「XO(オー)型」という特殊なタイプ。つまり、オスなのにY染色体もSry遺伝子も持っていない。

 アマミトゲネズミにY染色体がないことは1970年代から知られ、独自の性別決定のしくみを進化させてきたと考えられていた。

オスとメス、違いはどこに? 全DNA配列を分析

 ただ、国の天然記念物や絶滅危惧種に指定されていることから研究が非常に難しく、「Y染色体のないオス」がどうやって生まれるのかは謎に包まれたままだった。

 研究グループは、文化庁環境省の許可のもと、保全生態調査で一時的に捕獲したアマミトゲネズミの尾の細胞などを使って、ゲノムの全DNA配列を解読した。

 オスとメスそれぞれ3個体分のデータを比べると、X染色体とは別の「3番染色体」の特定の配列が、オスでだけ二重に繰り返されていることが分かった。

 この近くには、ヒトやマウスでSry遺伝子の次にはたらく第二の因子「Sox9」遺伝子があった。研究グループは、「二重の配列」が、Sox9遺伝子のはたらきを活性化させることで、オス化を進めていると考えた。

マウスを使って検証したら

 これを検証するため、ゲノム編集技術を使い、メスのマウス受精卵のDNA配列を、アマミトゲネズミの「二重の配列」の一部に置き換えた。すると、Y染色体がないのに、精巣がつくられるときのようなSox9遺伝子の活性化が観察された。

 種の違いもあり、最終的にこのマウスはオスにはならなかった。ただ、「二重の配列」が、マウスのオス化のスイッチを、少なくとも部分的にオンにすることを確認できたことになる。

 諸説あるが、哺乳類の基本設定はメスで、Sry遺伝子がはたらくとオスになるとされる。研究グループの黒岩麻里(あさと)・北大教授(生殖発生学)は、「Y染色体もSry遺伝子も持たないアマミトゲネズミのオスで、そのスイッチを押すしくみを初めて発見できた」と話す。

 この研究で特定した「二重の配列」は、実際にオス化のスイッチを押す別の因子がくっつく「足場」のようなものだという。黒岩さんらは、この因子の特定をめざして、さらに研究を進めているという。

いずれ無くなる?Y染色体 そのときオスは…

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