雌雄異株から雌雄同株への進化に伴う性染色体の運命とは―コケ植物の有性生殖システム転換における染色体再編成の解明―

　安居佑季子 生命科学研究科准教授、下川瑛太 同博士課程学生、田中知葉 同修士課程学生（研究当時）、梅谷結佳 同修士課程学生、川村昇吾 同博士課程学生（研究当時）、河内孝之 同教授らの研究グループは、Péter Szövényi スイス・チューリッヒ大学（University of Zurich）博士、嶋村正樹 広島大学准教授、山口勝司 基礎生物学研究所主任技術員、重信秀治 同教授、大和勝幸 近畿大学教授らの研究グループとの共同研究により、半数体世代で性を決定するコケ植物の性染色体が、雌雄異株から雌雄同株へと進化する過程においてどのような運命を辿るのかについて、共通する進化の道筋を明らかにしました。

　有性生殖は生物にとって普遍的な繁殖システムですが、その基盤となる性決定は非常に多様です。ヒトを含め、性染色体を持つ生物はメスとオスが別個体として存在する雌雄異体ですが、性染色体を持たず1つの個体中にメス機能とオス機能の両方を合わせ持つ雌雄同体の生物も存在しています。雌雄異株から雌雄同株への進化の過程で性染色体を含む染色体がどのような運命を辿るかは多くが未解明の状態でした。今回、コケ植物苔（タイ）類の雌雄同株アカゼニゴケのゲノムを解読し、比較ゲノム解析を行うことで、アカゼニゴケは祖先が持っていたオスの性染色体由来の染色体を保持する一方で、必須の遺伝子を他の染色体へ移した後にメスの性染色体を消失していることを明らかにしました。さらに、既に報告があった別の雌雄同株のタイ類のゲノムとの比較から、これらの進化は偶然に起きたことではなく、タイ類の性染色体として運命付けられていたことが示唆されました。

　本研究成果は、2025年4月2日に、国際学術誌「Cell Reports」に掲載されました。

研究者のコメント

「コケ植物タイ類の性決定遺伝子が雌雄異株ゼニゴケで見つかり、またその起源が非常に古くまで遡れるということがわかった時に、雌雄同株のタイ類ではそのシステムはどうなっているのか？ということを疑問に思い研究を開始しました。雌雄同株のコケ植物も、雌雄異株のコケ植物が持つ性決定遺伝子を使って雌雄の配偶子を作り分けていることも驚きでしたし、性染色体の進化が単なる偶然ではなく運命付けられていることにとても興味を感じ研究を進めました。」（安居佑季子）