性染色体の進化は、性決定の根底にあるメカニズムを安定させ、通常は等しい性比をもたらすため、生物学ではとても重要だ。 スウェーデンのウプサラ大学の研究者が率いる国際的な研究チームは、タイセイヨウニシンでオスの性染色体の誕生を再構築することができたと報告している。オス特有の領域は小さく、性決定因子の3つの遺伝子と精子タンパク質の2つの遺伝子しか含まれていない。 この研究は最近PNASで発表された。 性染色体の初期の進化を研究することは困難だ。なぜなら、それは通常大昔に起こり、性決定染色体は通常急速に退化して反復配列を蓄積するからだ。 たとえば、ヒトには性決定のX / Yシステムがあり、Yの存在が男性の性を決定する。1億年以上前に確立されたヒトY染色体は、X染色体と同一の染色体から進化したが、その後Xに存在する遺伝子のほとんどを失い、現在はX染色体の約3分の1のサイズにすぎない。 タイセイヨウニシンにもX / Yシステムがあるが、それは若く、ごく最近に進化した。
ニシンでは、XとYの遺伝子含有量はほぼ同じだが、唯一の違いは、Yに3つの追加遺伝子があることだ。性決定因子（BMPR1BBY）とオスの生殖能力に不可欠であると予測される2つの精子タンパク質遺伝子だ。
「この研究のユニークな特徴は、性染色体の誕生を再構築することができたことだ。 実際、ニシンのY染色体の進化は、息子がレゴの断片で構造を作るプロセスに似ている」と、ウプサラ大学のバイオインフォマティシャンで論文の筆頭著者であるNima Rafati 博士は述べている。
2つの異なる遺伝子の余分なコピーが出現し、X染色体と遺伝物質を交換できないオス特有の領域になった場所に転座したときに、2つの構成要素が形成された。 これに続いて、オス特異的領域への3番目の遺伝子の取り込みと、X染色体からのその喪失が起った。
「Y特異的遺伝子BMPR1BBYは、精巣の発達を誘導する上で重要な役割を果たすタンパク質ファミリーに属しているため、タイセイヨウニシンの性決定因子であることは間違いない。 BMPR1BBYの進化は、実際の分子進化の素晴らしい例だ。 これは、ランダムな突然変異と自然淘汰がどのように新しい遺伝子を『作り出す』ことができるかを示している」と、筆頭著者であるフランスの新しい国立研究所INRAEの魚生理学およびゲノミクスの科学者であるAmaury Herpin博士は述べている。
Y BMPR1BBY遺伝子には、常染色体コピーと比較して約50の変異が含まれているが、精巣の発達を促進する能力を維持し、常染色体コピーが必要とするいくつかの補因子とは独立して作用する能力を進化させている。 したがって、それは精巣発達の誘導への近道を提供する。
「性決定因子の存在は、性染色体の進化には十分ではないことが以前に提案されていた。 性決定因子とその性に有益な1つまたは複数の遺伝子との密接な関連が必要だ」とヴュルツブルク大学教授で研究の共著者の1人であるManfred Schartl 博士は説明する。 「これはまさにニシンY染色体が提供するものであり、オス決定因子（BMPR1BBY）と、オスの生殖能力に不可欠であると予測される精子タンパク質の2つの遺伝子だ。」
「現在、スプラットゲノムのアセンブリを作成することにより、追跡調査に取り組んでいる。 スプラットはニシンに近いので、この分析により、このY染色体がいつ進化したか、どれだけ安定しているか、どれだけ速く進化したかをより正確に推定できる」とウプサラ大学で研究を主導したLeif Andersson教授は述べている。
BioQuick News:Birth of a Male Sex Chromosome in Atlantic Herring
