無性生殖のアマゾン･モーリーのゲノム･シーケンシング完了

報いられない愛に苦しまない種はない｡しかし､アメリカのテキサス州在来種の個体全てがメスで無性生殖をすることで知られたカダヤシ属の淡水魚､アマゾン･モーリーは何千年も栄えてきた種である｡最近､この魚のゲノムシーケンス解析が完了しており､その性の生物学的基礎情報から学ぶことは多いのではないかと研究者は期待している｡

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テキサス州･メキシコ国境線に沿った淡水の河川はこの進化異常の種の棲息地になっており､この魚は自然の法則に反して受精なしで胚の発育と発達が起き､母親とまったく同一のクローンの娘だけができる単為生殖という自然の形式によって繁栄してきた｡Texas A&M University Hagler Institute for Advanced Study (HIAS) のFaculty Fellow､Dr. Manfred Schartlは､この魚の生殖がどのようにして通常の雌雄両性生殖から逸れたのか､またどのようにしてアマゾン･モーリーが種としてその過程を無事に通過したのかをより深く理解するため､世界で初めてアマゾン･モーリーと､この独特な魚をつくり出した元の親種のゲノムのシーケンス解析を完了した｡

National Institutes of Healthの研究資金を受けて行われたこの研究の結果は､2018年2月12日付Nature Ecology & Evolutionオンライン版に掲載された｡このオープンアクセス論文は､｢Clonal Polymorphism and High Heterozygosity in the Celibate Genome of the Amazon Molly (アマゾン･モーリーの独身型ゲノムにおけるクローン多形性と高異型接合性)｣と題されている｡

プラティ､ソードテールなどクシフォフォルス･モデル系魚類の細胞生物学､分子生物学では世界的権威のDr. Schartlは､｢雌雄という2つの性の存在は生物の分野でもっとも古く､もっとも広く行き渡っている現象の一つである｡無性生殖という例外的なケースの研究により､性の生物学的意味と進化のより深い理解が得られるようになる｣と述べている｡圧倒的大多数の種が雌雄で存在しており､有性生殖を行うのに比べて､無性生殖を行う動物種はまれである｡脊椎動物は無性生殖では存在できないと思われていただけに､1932年にアマゾン･モーリーが無性脊椎動物であることを突き止められた時にはかなりの話題になった｡


しかし､もっとも独立心の強いメスでさえ時としてオスを必要とする｡アマゾン･モーリーの場合は､単為発生を始めるために必要になる｡アマゾン･モーリーはそのために近隣の有性種のオスを誘惑するのであるが､Dr. Schartlは､｢そのオスはアマゾン･モーリーの次世代に遺伝的に寄与することがないため､オスにとっては何のメリットもない｣と述べている｡

さらに､｢要するにアマゾン･モーリーは､他の種のオスをだまし､その生殖細胞質をムダにさせることで何世代にもわたって自分達のクローンをつくってきた｡これはギリシア神話の女人族を思い出させるし､名前の由来もそこにある｣と述べている｡

研究チームの研究の結果､無性生殖のアマゾン･モーリーの存在は､近隣種であるスリコギ･モーリーやセールフィン･モーリーの有性生殖に先立つこと10万年から20万年にもなることが突き止められた｡

Dr. Schartlは､｢現在までの世代交代を考えると約50万世代にもなり､遺伝学的には人類より古いと言うことになる｡無性生殖は有性生殖に比べると不利と考えられているから､この発見は意外だ｣と述べている。

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Schartl博士は、なぜ無性生殖が種の持続可能性と両立しないかについての理論の1つは、複製中に新しいDNAが導入されなければ、その後の世代にわたって有害な遺伝子変異が蓄積し、最終的に消滅するという考え方である。

別の仮説は、無性生殖は性的繁殖のようなものではなく、両親の異なるゲノムが新たに組み合わされ、すべての子孫と新しいゲノムを創造するということです。無性生殖細胞での組換えの欠如は種内の遺伝的多様性を制限するので、環境の変化に適応することはますます困難になると彼は言います。

「予期せず、予想通りゲノムの崩壊の兆候は見られなかった」とSchartl博士は付け加えた。 「われわれの知見は、哺乳類が繁栄していることは、その魚がしばしばまれな性質を持つ頑強な遺伝的構成を有し、動物に生存の利益をもたらすという事実によって説明できることを示唆している。

Schartl博士は、AtlanticとSailfin molliesの2つの異なる種のゲノムを新しいものにハイブリダイゼーションすることで、動物や植物の繁殖の世界でよく知られている状況が生まれたと言います - より大きく、よりカラフルで、純粋な親よりも優れた製品、ハイブリッドの活力として知られている現象です。

「アマゾン・モリのゲノムにそのようなハイブリッドの活力の兆候が見いだされた」と彼は説明する。 「さらに、アマゾンのエノバの産物をその自然の範囲から研究すると、いわゆる「アマゾンのエヴァ」を産んだ単一の種が交雑して以来、多種多様なクローンの遺伝的変異が検出されました。この遺伝的多様性は、免疫系を構成し、病気や寄生虫と戦うために必要とされる遺伝子を見たときに特に明らかでした。

アマゾン・モリーの性的自立が印象的であるように、シャルトル博士は、チームの研究によって、本当の愛を見つけることの可能性は低いと信じていると警告しています。

「異なる種からの2つのゲノムの成功したハイブリダイゼーションは、性的複製をバイパスするためにほぼ完全に適合するゲノム要素を必要とするランダムな事象である」と彼は説明する。 「このような出来事が起こる可能性はまれで、何千もの脊椎動物の種の中で成功した無性生殖細胞が1回しか出現しない」

アマゾンは関連する種の雄から精子を借用して非定型の繁殖様式を採用していたが、Schartl博士は別の無性魚が一歩進んでいると述べている。

「これらの雌は、宿主の雄の全ゲノムを盗み、1世代に渡って保存してから再び捨てる」と彼は言う。 「この魚のゲノムは、テキサスA＆M生物学者、マリアナ・マテオスとジル・ローゼンタールとの共同作業のターゲットです。

ドイツWurzburg大学の生理学部教授であるSchartl博士は、テキサスA＆M生物学科の客員教授であり、教授、研究者、研究者、研究者とともに、Rosenthal博士との共同研究を続けています。 Texas A＆M Health Science Centre、Texas A＆M College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciencesの大学院生を対象としています。

【BioQuick News：Genome of Asexually Reproducing Amazon Molly Fish Sequenced】

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