最古の性染色体は2億4800万年前に「タコ」の祖先から始まったことがゲノム解析で判明
タコの遺伝子の詳細な解析により、これまで卵を産むかどうかでしか見分けられなかったタコのオスとメスを決定づける性染色体があることや、それが少なくとも約2億5000万年前にさかのぼる、既知の中で最古の起源を持つことがわかりました。
Cephalopod Sex Determination and its Ancient Evolutionary Origin Revealed by Chromosome-level Assembly of the California Two-Spot Octopus | bioRxiv
Oldest known animal sex chromosome evolved in octopuses 380 million years ago
https://www.nature.com/articles/d41586-024-00637-0
Octopuses Might Have The Oldest Sex Chromosomes in The Animal Kingdom : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/octopuses-might-have-the-oldest-sex-chromosomes-in-the-animal-kingdom
Oldest known sex chromosome emerged 248 million years ago in an octopus ancestor | Live Science
https://www.livescience.com/animals/octopuses/oldest-known-sex-chromosome-emerged-248-million-years-ago-in-an-octopus-ancestor
人が男性として生まれてくるか、女性として生まれてくるかはXとYの性染色体によって決まります。一方、何がタコの性別を決めるのかはこれまで不明だったため、専門家たちはどの個体が卵を産むのか、どの個体が精子を産生するのかで性別を見分けていました。また、一部のは虫類や魚類と同様に、タコがオスになるかメスになるかは温度などの環境要因に左右されるとも考えられていました。
今回、アメリカ・オレゴン大学の研究チームは、全ゲノム配列が解読された最初の頭足類であるカリフォルニア・ツースポットタコ(Octopus bimaculoides)の遺伝子を解析し、オスとメスを分けるゲノムを特定することに成功しました。
by Ken-ichi Ueda
タコの性別を決めるゲノムが見つかったのは17番目の染色体で、オスにはこれが2本あるとのこと。これに対し、メスのタコは17番目の染色体を1本しか持っていませんでした。
人間の場合、2本のX染色体を持つ「XX」だと女性に、XとYを1本ずつ持つ「XY」だと男性になります。一方、タコの染色体はZで表されますが、タコのオスはZ染色体を2本持つ「ZZ」なのに対し、メスは1本しかないので「Z0」と表現されます。
このシステムが他の頭足類にも共通するのかを調べるため、研究チームはタコ3種、イカ3種、そしてタコやイカの遠い親戚にあたるオウムガイのゲノムを比較しましたが、「ZZ／Z0」のシステムを持つのはイカとタコだけでした。これは、性染色体の進化が、オウムガイの系統と現生のイカやタコにつながる系統とが枝分かれした後に起きたものであることを示しています。
このことから研究チームは、Z染色体が登場したのはタコやイカの祖先とオウムガイが分岐した4億5500万年から2億4800万年前の間ではないかと提唱しました。
これまで知られている中で最古の動物の性染色体は、約1億8000万年前にチョウザメで進化したと考えられており、今回の発見が正しければこの記録が大きく塗り替えられたことになります。また、一部の昆虫の性染色体は4億5000万年前に起源を持つとされており、早ければ4億5500万年に登場した頭足類の性染色体は、昆虫の性染色体より古い歴史を持つ可能性があります。
研究チームは今回の研究結果を、プレプリントサーバーのbioRxivで公開しており、この論文はまだ査読を受けていません。この研究には直接携わっていない、性染色体の専門家であるハドソンアルファ生物工学研究所のサラ・キャリー氏は、科学誌・Natureに対して、「この論文で発表されたデータは、頭足類が動物と植物の両方の中で最も古い性染色体を持つことを明確に示唆しています。性染色体にまつわる遺伝学に取り組む上で、今はとてもクールな時期です」とコメントしました。
