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植物Y染色体遺伝子地図を作成 | 理化学研究所
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要旨
理化学研究所（理研）仁科加速器研究センター生物照射チームの阿部知子チームリーダー、風間裕介協力研究員、石井公太郎特別研究員と、
東京大学大学院新領域創成科学研究科の河野重行教授らの共同研究グループ※は、重イオンビーム[1]で作り出した変異体と独自に開発したプログラムを用いて、
ゲノム配列決定[2]が難しい植物Y染色体の遺伝子地図の作成に成功しました。
植物にはおしべとめしべを別々の個体につける「雌雄異株（しゆういしゅ）植物[3]」が存在し、ヒトと同様にXY型の性染色体を持つものがあります。
植物の場合、両性花が祖先型のため、XY型でオスとメスを決めるには、XXでおしべを持たないメスであること、
さらにY染色体にはおしべを伸ばしてめしべを引っ込めるという2つの性決定遺伝子が必要です。
ナデシコ科植物のヒロハノマンテマは、XY型の性染色体を持つ雌雄異株植物の代表例で、
Y染色体には「めしべの発達を抑制する機能（GSF）領域」と「おしべの発達を促進する機能（SPF）領域」があり、これらの領域に性決定遺伝子が存在すると考えられています。
しかし、ヒロハノマンテマのY染色体はヒトのY染色体の約10倍と巨大なため、ゲノム配列決定が困難で、性決定遺伝子の同定や性染色体の進化過程の解明は困難でした。
そのため、ゲノム配列決定の基盤となるY染色体上の遺伝子の位置情報を記した遺伝子地図が求められていました。
共同研究グループは、ヒロハノマンテマに重イオンビームを照射し、Y染色体に変異を生じさせることで、おしべとめしべを両方持つ「両性花」や、
どちらも持たない「無性花」といった変異体を多数作りました。
これら変異体のY染色体上の欠失遺伝子を同定し、欠損遺伝子の一番もっともらしい並び順を推定する新規開発プログラム「DelMapper（デルマッパー）」を用いて、
Y染色体の詳細な遺伝子地図の作成に成功し、GSF領域とSPF領域を識別することが可能になりました。
ヒロハノマンテマは、X染色体とY染色体に相同な遺伝子を持っています。
以前に作成したX染色体の地図と比較したところ、Y染色体は進化の過程で遺伝子の並び順が全く逆になる巨大な逆位[4]を起こしていたことが分かりました。
これは性決定遺伝子の進化を考える上で重要な知見です。
この成果は、ヒロハノマンテマY染色体の全ゲノム配列決定や性決定遺伝子の同定につながると期待できます。
また、DelMapperは性染色体だけでなく、セントロメア[5]（染色体の中央部分）付近など、遺伝学的な地図[6]の作製ができない染色体領域に存在する遺伝子の同定にも利用可能です。
本研究は、日本学術振興会科学研究費助成事業補助金基盤研究B「重イオンビーム欠失変異マッピングによる組換え抑制領域からの有用遺伝子同定」 (代表者：風間裕介)、
総合科学技術・イノベーション会議の戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）「次世代農林水産業創造技術」（管理法人：農研機構 生物系特定産業技術研究支援センター、
代表者：阿部知子）、および文部科学省科学研究費 新学術領域研究「生命科学系3分野支援活動、ゲノム支援」の一環として行われ、
成果は英国のオンライン科学雑誌『Scientific Reports』（1月8日付け）に掲載されます。
（以下略）