春雨直播app

アフリカツメガエル（右）とネッタイツメガエル
见た目は似ていますが、四倍体のメスのアフリカツメガエルは、二倍体のメスのネッタイツメガエルに比べて明らかに大きいのがわかります。
© 2016 Shuji Takahashi.

日本とアメリカの科学者を中心とする国际研究コンソーシアムは、世界で初めてアフリカツメガエル（Xenopus laevis）の全遗伝情报であるゲノムを全て解読しました。それによると、アフリカツメガエルの祖先は约1800万年前に、亲となる2つの异なる种からそれぞれ染色体一セットを受け継ぎ、その后ゲノムがすべて倍加、即ち全ゲノム重复したことがわかりました。今回の発见が脊椎动物の进化の过程、特に约5亿年前に起きたとされる全ゲノム重复と脊椎动物の诞生の関係を理解する手助けになると期待されます。

人类を含む多くの生物は染色体セットを2つ持つ二倍体ですが、アフリカツメガエルは、それを4つ持つ四倍体です。アフリカツメガエルがいつどのようにして四倍体となったのかは、长年わかっていませんでした。

一つの仮説は、アフリカツメガエル（X. laevis）は、二倍体の異なる種の祖先種が雑種交配したときに、それぞれの親から一つずつゲノムを受け継ぎ、続いて全ゲノム重复が起こったため、祖先種の2倍の染色体をもつ四倍体の種が誕生し、後にアフリカツメガエルに進化したというものです。 　国際コンソーシアムの日本研究チームのリーダである東京大学大学院理学系研究科の平良眞規准教授は、次のように説明します。「アフリカツメガエルは、生物学的、生物医学的研究には必要不可欠な生物ですが、そのゲノム情報の莫大な量や複雑さのため、全ゲノム解読が困難でした。わたしたちは、アフリカツメガエルの全ゲノム解読は、生物学的?医学的研究に役に立つだけでなく、四倍体の種が誕生した過程についても洞察を与えてくれると考えました」。 　コンソーシアムは、日本で近親交配され、父親と母親から受け継がれた全遺伝情報が同じであるJ系統（Japanの頭文字）と呼ばれるアフリカツメガエルを用いてその全ゲノムを解読しました。

米国チーム（代表：カリフォルニア大学バークレー校のダニエル?ロクサー教授とリチャード?ハーランド教授）は、ショットガン法と呼ばれる方法で短く断片化した顿狈础の配列を読み、それらの断片をパズルのピースのようにつなぎ合わせました。一方、日本チームは顿狈础の长い断片の配列を読み、その断片の顿狈础が染色体のどこに位置するのかを调べました。このようなゲノムの解読と分析によって、异なる2种の祖先から受け継いだ别々のゲノム配列を区别することが可能となりました。

「ゲノム上を动き回る顿狈础配列トランスポゾンのうち、化石化し、动かなくなったものに注目すれば、アフリカツメガエルの中で存在する二つの异なる祖先种のゲノム（サブゲノム）を特定できるかもしれないと、考えました」と平良准教授は説明します。

平良准教授はこのアイデアを共同研究者である広岛大学の彦坂暁准教授と名古屋大学の宇野好宣研究员に伝えました。二人がこのアイデアを试したところ、アフリカツメガエルが异なる祖先种（二倍体）から二种类の染色体セットを受け継いでサブゲノムとして保持していることが明らかになったのです。

さらに二种类の染色体セットが细胞核の中でより长い尝タイプとより短い厂タイプに别々に进化していることも発见しました。これは动物におけるサブゲノムの进化を初めて明らかにしたものです。尝タイプの染色体には、祖先种の遗伝情报の大部分が残されていましたが、厂タイプの染色体ではより多くの遗伝子が失われていたり、欠失したり、再编成されたりしていました。

平良准教授は次のようにまとめます。「约5亿年前に起きた二度の全ゲノム重复が脊椎动物の诞生の要因になったこと、そしてその后の脊椎动物の爆発的な増加に寄与したと考えられています。今回の成果は、人间の进化の歴史において重要な出来事である脊柱动物の诞生について、より深い理解につながると期待しています」。

论文情报

Adam M. Session, Yoshinobu Uno, Taejoon Kwon, et al., "Genome evolution in the allotetraploid frog Xenopus laevis", Nature, Vol 538, 336–343, doi:10.1038/nature19840.
论文へのリンク（）

関连リンク