クアンタマガジン

2022年10月27日

ヘビに由来する遺伝子は、世界中で種の壁を繰り返しカエルに飛び越えてきました。 研究者たちは、なぜマダガスカルで他のどこよりも頻繁にこの事件が起こったのかを解明しようとしている。

ファーミ語のイディオム

寄稿者

2022年10月27日

熱帯雨林の葉の上に止まっている小さな金色のマンテラガエルには秘密が隠されています。 この秘密は、島国マダガスカルの丘や森林に生息するフォーク舌のカエル、アシガエル、その他無数のカエル、そしてそれらを捕食するボアや他のヘビと共通しています。 この島では、多くの動物種が他では見られないため、遺伝学者は最近驚くべき発見をしました。カエルのゲノムには、ヘビ由来と思われる遺伝子、BovB が散りばめられています。

世界中のカエルとヘビ種のゲノムを詳しく調べた結果、科学者らは4月、分子生物学と進化誌の論文で、この遺伝子が何らかの形でヘビからカエルへと地球上で少なくとも50回移動したことを報告した。 しかし、マダガスカルでは、驚くべき乱交行為でカエルの体内に侵入しており、そこでサンプリングされたカエル種の91%がこのカエルを持っています。 マダガスカルは、何らかの理由で遺伝子が移動しやすい場所になっているようだ。

長浜バイオテクノロジー大学の准教授で、今回の論文の主任著者である倉林篤氏は、カエルにあるヘビ版の遺伝子を初めて見たとき、当惑した。 彼はゲノミクスを専門とする同僚にそれについて尋ねたところ、その同僚は即座に「それは水平転移に違いない！」と叫びました。 — 親から子への遺伝子の垂直継承とは対照的に、ある種から別の種への遺伝子の伝達。

この爆発により、倉林氏はかつては極めて稀だと考えられていた現象の跡を辿ることになったが、より優れたゲノム配列決定の台頭により、生物学者らはその意見を再評価している。 そしてこの新しい論文は、遺伝子の水平伝達が、ある場所では他の場所よりも起こりやすい可能性があることを示しており、物語はさらに複雑になっている。 これは、水平移動の説明を求める際、研究者は単純な遺伝的メカニズムを超えて、種が生息する生態学的状況に目を向ける必要がある可能性があることを示唆している。 ゲノミストたちは、複雑な生物において水平移動がどの程度一般的か、またはまれであるかを理解するのにまだ苦労しているが、マダガスカルのような一部の場所は水平移動のホットスポットになる可能性がある。

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研究者らは、マダガスカルのボア（中央）や他のヘビで見つかったBovB遺伝子のバージョンが特に水平伝達に優れているのではないかと疑っている。 ペイントされたアシガエル (上) と金色のマンテラガエル (下) は、BovB を獲得した多くの種のカエルのうちの 2 つです。

（上から）ベルナール・デュポン。 爬虫類4オール; ウラジミール・ランゲル

研究者らは、マダガスカルのボア（中央）や他のヘビで見つかったBovB遺伝子のバージョンが特に水平伝達に優れているのではないかと疑っている。 ペイントされたアシガエル (左) と金色のマンテラガエル (右) は、BovB を獲得した数多くのカエルのうちの 2 種です。

（左から）ベルナール・デュポン。 爬虫類4オール; ウラジミール・ランゲル

細菌では水平移動が一般的です。 地球上のほぼすべての小屋に生息する多数の単細胞生物は、糸くずブラシが猫の毛を拾うのと同じくらい簡単に環境から遺伝子を拾います。 これが、抗生物質に対する細菌の耐性が蔓延している理由の 1 つです。防御遺伝子は容易に伝わり、自然選択により、耐性のある細菌が近隣の細菌に打ち勝ち、その遺伝子を次世代に受け継ぐことができます。 細菌は遺伝子を非常に簡単に交換するため、細菌は枝分かれした家系図ではなく、関連する生命の網を形成していると提案する科学者もいます。

しかし、人間、カエル、ヘビなどの真核生物の細胞は異なります。 彼らの細胞核は通常、ゲノムを保護するための要塞のように見えます。 DNA は慎重にコイル状に巻かれ、その城塞のライブラリーに保管され、酵素がいつでも調べる必要がある遺伝子だけを呼び出します。 セルには、DNA への損傷を防ぎ、磨耗を修復するためのフェイルセーフが搭載されています。 ゲノムが貴重な装飾写本のようなものであれば、その図書館員は剣を携えています。