ニュース｜ショウジョウバエの子宮に隠された遺伝子の秘密を解明する画期的研究
カリフォルニア大学デービス校の生物学者チームは最近、ショウジョウバエDrosophila melanogasterの子宮を初めて詳細に調べ、いくつかの予想外の特徴を発見した。この研究は昆虫の繁殖や害虫防除戦略の可能性を理解するうえで重要であり、ヒトの生殖に関する研究にも広範な影響を及ぼす可能性がある。研究成果は25月、Proceedings of the National Academy of Sciencesに発表された。
ショウジョウバエは一世紀以上にわたり、遺伝学者や発生生物学者に研究されてきた。UC Davisの進化・生態学部門の特別教授David Begun氏と博士研究員Rachel Thayer氏は、多くのショウジョウバエの器官系について細胞種と遺伝子の詳細なカタログが存在する一方、雌の生殖器官である子宮、腺、精子貯蔵器官は比較的研究が少ないと指摘した。
「私たちは、これらの重要な器官にあるすべての細胞種と、その遺伝子利用パターンを特定したいと考えました」とThayer氏は述べた。チームは約150匹のショウジョウバエから生殖管を解剖し、細胞核を分離してRNAに標識を付け、シーケンシングによって細胞の遺伝子発現パターンを特定・分類した。
この研究で初めて、子宮と関連器官に、遺伝子マーカーを用いてもこれまで認識されていなかった20を超える異なる細胞種が特定された。「これまで予測されていなかった細胞種、つまり以前は見えなかった解剖学的構造を発見しました」とThayer氏は述べた。
精子貯蔵に関する発見
これまで雄のハエだけで発現すると考えられていた「精液タンパク質遺伝子」の約40%が、特に精子貯蔵器官で雌にも発現していることが分かった。これらのタンパク質は、精子の長期生存を支えるうえで重要な可能性がある。
Thayer氏によると、一部の精液タンパク質は、再交尾を遅らせるなど、雄に有利な形で雌のハエを操作すると考えられている。この性的対立は、広範な理論研究の対象となってきた。雄と雌の両方がこれらのタンパク質を産生できるという発見により、科学者はこうした見方を再検討する必要があるかもしれない。
ヒトと昆虫では生殖の仕組みが大きく異なるが、ショウジョウバエは動物の繁殖の基本原理を理解するためのモデルであり続けている。この研究は、精液タンパク質が凍結保存を行わずにヒト精子を培養・保存する新たな方法につながり、生殖医療の成績を改善する可能性を示唆している。
昆虫は地球上に広く生息している。受粉などの生態系サービスを提供する一方、作物を損ない、病気を広げることもある。昆虫の繁殖をより深く理解することは、新たな防除戦略に役立つ可能性がある。
Thayer氏は現在、気候変動や農薬などの環境圧に昆虫がどう反応するかをより深く理解するため、世界各地のショウジョウバエの試料を研究している。
この研究はNational Institutes of Healthの助成を受けた。
記事の出典：
オンライン収集
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カリフォルニア大学デービス校の生物学者チームは最近、ショウジョウバエDrosophila melanogasterの子宮を初めて詳細に調べ、いくつかの予想外の特徴を発見した。この研究は昆虫の繁殖や害虫防除戦略の可能性を理解するうえで重要であり、ヒトの生殖に関する研究にも広範な影響を及ぼす可能性がある。研究成果は25月、Proceedings of the National Academy of Sciencesに発表された。
ショウジョウバエは一世紀以上にわたり、遺伝学者や発生生物学者に研究されてきた。UC Davisの進化・生態学部門の特別教授David Begun氏と博士研究員Rachel Thayer氏は、多くのショウジョウバエの器官系について細胞種と遺伝子の詳細なカタログが存在する一方、雌の生殖器官である子宮、腺、精子貯蔵器官は比較的研究が少ないと指摘した。
「私たちは、これらの重要な器官にあるすべての細胞種と、その遺伝子利用パターンを特定したいと考えました」とThayer氏は述べた。チームは約150匹のショウジョウバエから生殖管を解剖し、細胞核を分離してRNAに標識を付け、シーケンシングによって細胞の遺伝子発現パターンを特定・分類した。
この研究で初めて、子宮と関連器官に、遺伝子マーカーを用いてもこれまで認識されていなかった20を超える異なる細胞種が特定された。「これまで予測されていなかった細胞種、つまり以前は見えなかった解剖学的構造を発見しました」とThayer氏は述べた。
精子貯蔵に関する発見
これまで雄のハエだけで発現すると考えられていた「精液タンパク質遺伝子」の約40%が、特に精子貯蔵器官で雌にも発現していることが分かった。これらのタンパク質は、精子の長期生存を支えるうえで重要な可能性がある。
Thayer氏によると、一部の精液タンパク質は、再交尾を遅らせるなど、雄に有利な形で雌のハエを操作すると考えられている。この性的対立は、広範な理論研究の対象となってきた。雄と雌の両方がこれらのタンパク質を産生できるという発見により、科学者はこうした見方を再検討する必要があるかもしれない。
ヒトと昆虫では生殖の仕組みが大きく異なるが、ショウジョウバエは動物の繁殖の基本原理を理解するためのモデルであり続けている。この研究は、精液タンパク質が凍結保存を行わずにヒト精子を培養・保存する新たな方法につながり、生殖医療の成績を改善する可能性を示唆している。
昆虫は地球上に広く生息している。受粉などの生態系サービスを提供する一方、作物を損ない、病気を広げることもある。昆虫の繁殖をより深く理解することは、新たな防除戦略に役立つ可能性がある。
Thayer氏は現在、気候変動や農薬などの環境圧に昆虫がどう反応するかをより深く理解するため、世界各地のショウジョウバエの試料を研究している。
この研究はNational Institutes of Healthの助成を受けた。
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