今週のサイエンスはこちらハイライト

「今週のハイライト」は、米国科学振興協会（AAAS）の広報部門が報道関係者向けに作成したニュースを日本語に翻訳したものです。サイエンス誌に掲載された論文・記事とは表現が異なる場合もあり、その正確性、通用性、完全性について、保証をするものでもありません。正確な情報を得るためには、必ず原文をご覧ください。

2009年 8月 28日

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犬の被毛が明らかにする遺伝子の秘密

Dog Coats Shed Genetic Secrets

コッカースパニエルのシルクのように艶やかな巻き毛とシープドッグのぼさぼさしたモップのような毛の違いには、わずか3つの遺伝子が関わっているだけであることが報告された。家庭犬の体の被毛には長いもの、短いもの、まっすぐなもの、ウェーブがかったもの、カールしたもの、針金のように剛いもの、柔らかいものなど実に様々なタイプが存在する。このようにバリエーションに富んでいる理由を調べるために、Edouard Cadieuらは80種の犬種を対象に、各ゲノムを多数スキャンして特定の特徴に関与する遺伝的変異を探すゲノムワイド関連研究を行った。Cadieuらは被毛の外見的特徴が、長さ、カールしているかどうかといった成長パターン、質感という単純な3つの特徴に分類できることを発見した。さらに、これら特徴はいずれもひとつの主遺伝子によって調節されていることがわかった。組み合わされることにより、これら遺伝的変異3種が米国内に存在する純血種の犬の被毛「表現型」の大多数が決定され、遺伝形質の数が少なくても再混合されて今までにないバリエーションを生み出すことが可能となっていることが示された。

"Coat Variation in the Domestic Dog Is Governed by Variants in Three Genes," by E. Cadieu; P. Quignon; H.G. Parker; A. Byers; D.S. Mosher; A.G. Elkahloun; T.C. Spady; E.A. Ostrander at National Human Genome Research Institute, National Institutes of Health in Bethesda, MD; M. Neff; K. Walsh; A. Rhue; A. Wong at University of California, Davis in Davis, CA; K. Chase; K.G. Lark at University of Utah in Salt Lake City, UT; B.M. VonHoldt; R.K.Wayne at University of California, Los Angeles in Los Angeles, CA; A. Boyko; M. Cargill at Cornell University in Ithaca, NY; C.D. Bustamante at Affymetrix Corporation in Santa Clara, CA; C.D. Bustamante at Genetics Navigenics, Inc. in Foster City, CA; C. Andre at UMR 6061, Faculte de Medecine in Rennes, France.

きわめて有害な酸化物

A Very Destructive “Oxide”

亜酸化窒素は「笑気ガス」として知られているが、地球のオゾン層に及ぼす影響は笑いごとではないと研究者らは報告している。事実、A. R. Ravishankaraらは、よく知られた数学モデルを用いて、亜酸化窒素が他の物質よりも、成層圏のオゾン層破壊を引き起こしていることを発見した。亜酸化窒素の排出量は現在大量であり、排出制限に今すぐ取りかからない限り、亜酸化窒素は21世紀最大規模のオゾン層破壊物質になるであろうと述べている。クロロフルオロカーボン（CFC）のような一般的によく知られているオゾン層破壊物質とは異なり、亜酸化窒素には自然生成と人工生成の2つの発生源がある。オゾン層破壊物質の排出を抑制し、南極上空の大きなオゾンホールの成長をくい止めるのに貢献する国際条約であるモントリオール議定書では、亜酸化窒素の使用と排出については規制されていない。今回の研究結果を考慮すると、Ravishankaraらは、将来亜酸化窒素の排出を制限すれば、地球のオゾン層の回復を効果的に加速し、さらに気候システムに及ぼす人為的影響を弱め、オゾン層と気候にとってお互いに有益なシナリオが導かれるであろうと提案している。

"Nitrous Oxide (N2O): The Dominant Ozone Depleting Substance Emitted in the 21st Century," by A.R. Ravishankara; J.S. Daniel; R.W. Portmann at National Oceanic and Atmospheric Administration in Boulder, CO.

飢餓状態になると生殖の時計を巻き戻す線虫

In Worms, Starvation Turns Back the Reproductive Clock

様々な動物で、飢餓や厳しいカロリー制限は加齢プロセスの「一時停止ボタン」として働いていることが既に知られているが、線虫の場合、飢餓は新しい卵細胞の製造を遅らせるという生殖システムの「リセットボタン」としての役割も果たしていることが、新しい研究から明らかになった。研究者らは、カロリー制限食がヒトを含む他の動物でも同じ効果を持っているのかどうかを検討する価値があると述べているが、これは現在のところ推測に過ぎない。C. elegans線虫が飢餓やストレスに反応してその幼虫期の複数の時点で発達を停止することは既に知られている。Giana Angeloらは、性的に成熟した成虫が飢餓にさらされた場合に起る発達停止という別の段階について、詳しく説明している。成虫生殖休眠と呼ばれるこの段階では、飢餓にさらされた線虫の排卵および卵成熟が停止し、ほとんどすべての生殖細胞系列（新しい卵を生じさせる細胞）が絶滅してしまう。しかし実際には幹細胞が多少温存されており、飢餓状態を脱するとまったく新しい機能的な生殖細胞系列をつくりだす。今回の発見の根底にあるメカニズムについてはまだ正確にわかっていないが、細胞核にあるNHR-49と呼ばれるシグナル伝達受容体が関与していると思われる。この受容体は、一部のほ乳類の排卵調節や飢餓への反応に関与しているシグナル伝達受容体に相当するものである。

"Starvation Protects Germline Stem Cells and Extends Reproductive Longevity in C. elegans," by G. Angelo; M.R. Van Gilst at Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle, WA.

マウスにおける毛色の変化の謎

The Mystery of the Color-Changing Mice

ネブラスカのサンドヒルズに生息するシロアシネズミは、周辺のくすんだ薄色に似た毛色になることでその環境に適応してきた。こういった特徴はサンドヒルズ形成前には発現しなかった突然変異に起因すると研究者らは述べている。この研究結果から、新しい環境に対する生物の迅速な適応が、必ずしもその個体群に存在する遺伝的変異に依存するものではなく、遺伝・発生・進化のメカニズム全般が関わることが示された。Catherine Linnenらは米国中西部のサンドヒルズに生息するシロアシネズミの調査で、濃色の土中に生息する毛色の濃いシロアシネズミとの比較を行った。その結果、毛色の薄いマウスにはこれまで知られていなかった着色パターンがあることがわかり、これには毛色を決定する役割で知られる特定遺伝子、Agoutiの変異が関与していることを突き止めた。Linnenらは、毛色を変化させるAgoutiの突然変異がその遺伝子における単一アミノ酸の欠落に関係している（もしくは欠落そのものである）ことを示すとともに、サンドヒルズに生息するシロアシネズミにとってはそれが有益なものとなっていると述べている。

"On The Origin and Spread Of an Adaptive Allele in Deer Mice," by C.R. Linnen; E.P. Kingsley; H.E. Hoekstra at Harvard University in Cambridge, MA; J.D. Jensen at University of California, Berkeley in Berkeley, CA.

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