性染色体上にコードされるガメトログ遺伝子の役割と半数体生物の性染色体進化

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ゼニゴケの性染色体には雌雄の性染色体に共通して座上する性染色体間ホモログ（ガメトログ）が１９組存在する。ガメトログは、祖先的常染色体に由来する遺伝子であり、機能も共通すると考えられてきた。我々はゼニゴケの雌の性染色体上で雌性化を引き起こす性決定因子FeminizerとしてBPCUを同定した。予期せぬことに、BPCUには相同遺伝子BPCVがあり、雄の性染色体にコードされていた。両遺伝子は有性生殖を誘導する機能を共有するが、雌性化能はBPCUのみがもっていた。これはガメトログの概念を変える知見であった。本研究ではガメトログをゲノム編集により破壊し、雌雄の性染色体上に遺伝子が等価のものであるかを検証することを進めている。また、苔類ゲノム情報を用いた分子系統解析によりガメトログの誕生時期を推定した。ガメトログに機能差異があるかを調べるうえで、常染色体が完全に遺伝的に同じである雌雄の株を利用することが望ましい。従来のゼニゴケ雌雄標準系統は野外で採集した別個体由来であるため、常染色体上にも多型が存在した。そこで標準系統も子孫を交配した近交系を作出した。親系統および近交系のゲノムを解読し、近交系の常染色体が遺伝的に同一であることを明らかにした（投稿中）。ガメトログに機能的差異があった場合の更なる機能解析には、キメラ遺伝子の作成が有効である。そのモデルして、BPCUおよびBPCVについてドメイン構造に着目したキメラ分子を作成して機能を解析した。その結果、雌性化能力に重要な領域を同定することができた。さらにその領域について、多数の苔類に保存されているガメトログの配列比較により性染色体上で遺伝子が分岐したときも祖先的配列を推定することを行なった。祖先配列にアミノ酸置換を加えることで新な機能に重要なアミノ酸配列をすることができた（岩崎ら、日本植物学会大会にて発表）。