ニュース｜クリック研究所、Y染色体遺伝子と精子発生の関連を解明
クリック研究所の研究者らは、精子発生を制御し、雄マウスの生殖能力に影響するY染色体遺伝子を特定しました。この研究は、一部の男性で不妊につながる精子数の低下がなぜ起こるのかについての理解を深める可能性があります。
男性は通常、X染色体とY染色体をそれぞれ一つ持ち、女性はX染色体を二つ持ちます。Y染色体が男性の生殖能力に不可欠であることは知られていますが、関与する特定の遺伝子や機序については、依然として十分に解明されていません。
Science誌に本日掲載された研究で、クリック研究所のチームは、生殖能力における役割を調べるため、それぞれ異なるY染色体遺伝子を欠く13種類のマウスモデルを作製しました。
研究者らは、成体マウスの繁殖能力を、産仔数、精子数、精子形態、運動性などから評価しました。複数のY染色体遺伝子が生殖に不可欠であることが示されました。これらの遺伝子が欠失すると、精子数の減少、精原幹細胞の枯渇、または精子の形態・運動性の異常により、マウスは繁殖できませんでした。
驚くべきことに、一部の個別遺伝子の欠失は生殖能力に影響しませんでしたが、複数の遺伝子が同時に失われると精子異常が生じました。これは、ヒトのAZFa領域に対応する三つの遺伝子で実証されました。AZFa欠失は最も重度の男性不妊の一般的な原因ですが、この領域のどの遺伝子が原因なのかを特定することは困難でした。
今回の知見は、複数のY染色体遺伝子が男性の生殖能力において協調して働き、一つの遺伝子が失われた場合には互いに補完し合えることを示しています。したがって、一部の不妊症は複数の遺伝子が同時に失われることで生じる可能性があります。
精子産生以外にも、一部のY連鎖遺伝子は心臓や脳などの臓器で機能しており、非常に重要である可能性があります。また、一部の男性では細胞分裂のエラーにより、加齢に伴って血液細胞からY染色体が失われます。この喪失は、アルツハイマー病やがんを含む疾患と関連しています。そのためチームは、Y連鎖遺伝子を欠くマウスの他の臓器に生じる変化も研究しています。
クリック研究所の博士研究員で筆頭著者のジェレミー・スブリニ氏は、次のように述べています。"私たちの研究は、予想以上に多くのY染色体遺伝子がマウスの生殖能力に不可欠であることを示しています。一部の遺伝子は必須であり、他の遺伝子は累積的な影響を及ぼします。Y染色体は長らく成人には不要だと誤解され、消失するとの見方さえありました。今回、この仮説が誤りであることを確信をもって示せます。"
クリック研究所性染色体生物学研究室の責任者で上席著者のジェームズ・ターナー教授は、次のように付け加えました。"不妊は深刻な問題であり、世界のカップルの約六組に一組が妊娠の困難を経験しています。多くの場合、遺伝的要因、特にY染色体の問題が不妊の原因となります。Y染色体の配列決定と研究には技術的な困難が伴うため、その詳細は不明なままでした。"
"Y染色体遺伝子の役割が明らかになった今、次の段階は、男性不妊の潜在的な原因を明らかにするため、より多くの人のY染色体を配列決定することです。研究がさらに進めば、不妊のカップルが体外受精（IVF）で妊娠できるよう支援し、欠失したY連鎖遺伝子を補うことさえ可能になるかもしれません。"
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クリック研究所の研究者らは、精子発生を制御し、雄マウスの生殖能力に影響するY染色体遺伝子を特定しました。この研究は、一部の男性で不妊につながる精子数の低下がなぜ起こるのかについての理解を深める可能性があります。
男性は通常、X染色体とY染色体をそれぞれ一つ持ち、女性はX染色体を二つ持ちます。Y染色体が男性の生殖能力に不可欠であることは知られていますが、関与する特定の遺伝子や機序については、依然として十分に解明されていません。
Science誌に本日掲載された研究で、クリック研究所のチームは、生殖能力における役割を調べるため、それぞれ異なるY染色体遺伝子を欠く13種類のマウスモデルを作製しました。
研究者らは、成体マウスの繁殖能力を、産仔数、精子数、精子形態、運動性などから評価しました。複数のY染色体遺伝子が生殖に不可欠であることが示されました。これらの遺伝子が欠失すると、精子数の減少、精原幹細胞の枯渇、または精子の形態・運動性の異常により、マウスは繁殖できませんでした。
驚くべきことに、一部の個別遺伝子の欠失は生殖能力に影響しませんでしたが、複数の遺伝子が同時に失われると精子異常が生じました。これは、ヒトのAZFa領域に対応する三つの遺伝子で実証されました。AZFa欠失は最も重度の男性不妊の一般的な原因ですが、この領域のどの遺伝子が原因なのかを特定することは困難でした。
今回の知見は、複数のY染色体遺伝子が男性の生殖能力において協調して働き、一つの遺伝子が失われた場合には互いに補完し合えることを示しています。したがって、一部の不妊症は複数の遺伝子が同時に失われることで生じる可能性があります。
精子産生以外にも、一部のY連鎖遺伝子は心臓や脳などの臓器で機能しており、非常に重要である可能性があります。また、一部の男性では細胞分裂のエラーにより、加齢に伴って血液細胞からY染色体が失われます。この喪失は、アルツハイマー病やがんを含む疾患と関連しています。そのためチームは、Y連鎖遺伝子を欠くマウスの他の臓器に生じる変化も研究しています。
クリック研究所の博士研究員で筆頭著者のジェレミー・スブリニ氏は、次のように述べています。"私たちの研究は、予想以上に多くのY染色体遺伝子がマウスの生殖能力に不可欠であることを示しています。一部の遺伝子は必須であり、他の遺伝子は累積的な影響を及ぼします。Y染色体は長らく成人には不要だと誤解され、消失するとの見方さえありました。今回、この仮説が誤りであることを確信をもって示せます。"
クリック研究所性染色体生物学研究室の責任者で上席著者のジェームズ・ターナー教授は、次のように付け加えました。"不妊は深刻な問題であり、世界のカップルの約六組に一組が妊娠の困難を経験しています。多くの場合、遺伝的要因、特にY染色体の問題が不妊の原因となります。Y染色体の配列決定と研究には技術的な困難が伴うため、その詳細は不明なままでした。"
"Y染色体遺伝子の役割が明らかになった今、次の段階は、男性不妊の潜在的な原因を明らかにするため、より多くの人のY染色体を配列決定することです。研究がさらに進めば、不妊のカップルが体外受精（IVF）で妊娠できるよう支援し、欠失したY連鎖遺伝子を補うことさえ可能になるかもしれません。"
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