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荻野肇教授の共同研究が「Nature」に掲載(メディア情報)

アフリカツメガエルの複雑なゲノムを解読し、脊椎動物への進化の原動力と考えられる「全ゲノム重複」の謎に迫る、本学アニマルバイオサイエンス学科の荻野肇教授の共同研究論文が、10月20日出版の英国科学誌「Nature」に掲載されました。

【研究の概要】

2種類の祖先種が異種交配して「全ゲノムが重複」したとされる、アフリカツメガエルの複雑なゲノム全体を、染色体ごとに解読することに成功しました。また、約1800万年前の「全ゲノム重複」の後に、ゲノムがどのように進化したのかを、世界で初めて明らかにしました。

今回解読したゲノム情報は、生命科学の発展に多大な貢献をするだけではなく、約5億年前に脊椎動物が誕生する過程で起きたとされる「全ゲノム重複」の謎を解く鍵になるものと言えます。

【研究の背景と成果】

生命の歴史においては、何らかの理由で、細胞の核内に収納されている各遺伝子のコピーが増えて、遺伝子のセットが倍に増えることがあります。これを「全ゲノム重複」と呼びます。全ゲノム重複が起きると、各遺伝子に「予備」が出来るため突然変異が蓄積しやすくなり、その結果、遺伝子が変化して進化が促進されます。実は、私達ヒトを含む脊椎動物の祖先種においては、この全ゲノム重複が2回起きたことがわかっていますが、それが魚類からヒトまでの脊椎動物の種の多様性を生んだと考えられています。しかし、これらの全ゲノム重複は5億年以上も前に起きたため、その直後に起きた遺伝子変化がどのようなものだったのかは、全くわかっていませんでした。

本研究は、約1800万年前という、進化的には「最近」起きた全ゲノム重複に注目して、「変化しつつある遺伝子セット」の全体像を明らかにしました。このプロジェクトには日米欧の多数の研究者が関与しましたが、その中で荻野教授は、特に遺伝子構造のどの部分が変化するのかを詳細に調べました。個々の遺伝子には、タンパク質の設計図として働く部分と、その設計図を体のどこで使うのか、すなわち遺伝子の働く時期と場所を決めるスイッチの部分があります。荻野教授は、このスイッチの部分に突然変異が蓄積している遺伝子ほど、設計図の部分にも突然変異が蓄積しがちであることを発見しました。これまでの遺伝子進化の研究は、設計図部分の変化に注目したものが殆どでしたが、この発見でスイッチ部分の変化についての研究の重要性を強く示すものとなりました。また、ヒトの遺伝病には、スイッチ部分の突然変異によるものが多くあると考えられており、今後アフリカツメガエルを用いて、遺伝子進化と疾患についての融合的研究が展開すると期待されています。

詳細は本学HPの“研究活動”をご確認ください。
http://www.nagahama-i-bio.ac.jp/research/?is_archive=1

[2016.11.01]


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