基生研ら,メダカにオスとメスの違いを生み出す新たな仕組みを発見

基礎生物学研究所と総合研究大学院大学の研究グループは,精子や卵の元となるメダカの生殖細胞には,身体全体の性が決まる前の早い時期から,細胞の増殖能がオスとメスで異なることを示し,それに関与する遺伝子を見つけた(ニュースリリース)。

卵や精子をつくりだす元の細胞(始原生殖細胞)は,卵巣や精巣の元の器官である生殖腺とは別の場所で,生殖腺ができるより早く身体の中に出現する。そして移動をして形成中の生殖腺へと入り込む。生殖細胞は,生殖腺の性分化の影響を受けてはじめて,卵になるか精子になるかの選択を開始すると思われてきた。

研究グループはメダカを用いて,始原生殖細胞で発現する遺伝子の1つに,オスとメスとでは発現に違いがあることを見いだし,この遺伝子をSdgcと名付けた。Sdgc遺伝子の発現はオスになる個体の始原生殖細胞で高く,メスになる個体では低いことが明らかになった。

また,始原生殖細胞を単離培養してみると,オスから単離した始原生殖細胞と,メスから単離した始原生殖細胞とでは分裂頻度に差があることが判った。そしてこの違いは,まわりの細胞の影響ではなく,始原生殖細胞によって自律的に生み出されることも判った。

Sdgcの機能を人為的に抑制あるいは亢進させてみると分裂頻度に変化が生じることから,Sdgc機能と性差を示す細胞特性とは関係があることが明らかとなった。なお,Sdgc遺伝子の機能を抑制しても,その後の精子や卵の形成には大きな影響を与えなかった。

次にこの始原生殖細胞におけるSdgc遺伝子の発現量の性差はどうして生じるのかを調べた。オスになる個体の生殖細胞にはY染色体がある。性決定遺伝子は生殖腺で発現すると言われてきたが,もしかすると生殖腺に入る前の始原生殖細胞でも発現し,それがSdgc遺伝子の発現性差をもたらしているかも知れないと調べてみると,実際,性決定遺伝子はオスになる始原生殖細胞でも発現していることが判った。

ところが予想に反し,始原生殖細胞での性決定遺伝子を人為的に抑制してもSdgc遺伝子の発現性差には影響がなかった。このことはSdgc遺伝子の発現性差は性決定遺伝子によるものではなく,Y染色体に関係する別の仕組みでもたらされていることを示唆している。

このように,性差は性決定遺伝子による仕組みとは別の仕組みで生じていた。メダカ属の魚は性を決める遺伝子のしくみが多様に進化していることが知られており,これらの現象は,性決定の仕組みの進化の一断面を表していると考えられる。このことは細胞レベルでみるとオスとメスの違いを生み出す仕組みが多様であることを示唆するものとしている。

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