〈性〉は生物の多様性の基盤

岡田 僕は基礎医学をやっていたので、遺伝病との関わりから、男女が交配して子供が生まれるということや、そうした自然の仕組みを強く意識したことがありました。性というのは「種」を保存するための多様性、適応性を生む一つの工夫なんでしょうね。自然はうまい仕組みを作りあげたものだと感心します。

長濱 そうですね。性は15億年ほど前に出現したと言われていますが、確かに種の多様性、あるいは生物の多様性の一つの基盤が性にはあります。有性生殖と呼ばれるものですね。単細胞生物の場合は無性生殖が多いのですが、多細胞生物になるとやはり進化の上でも性というものがたいへん重要になってきます。

岡田 とてもよくできた工夫なんですね。

長濱 そうだと思います。単細胞だと、基本的には突然変異がなければ変異というのはない。しかし、我々のような脊椎動物では、もちろん突然変異もありますが、それと同時に父親と母親からの異なる遺伝子が混じり合うことによって遺伝形質を多様化することができます。また、卵子と精子はまず減数分裂によって染色体数が半減しますが、特に第一減数分裂で相同染色体の対合とその際に起こる高頻度の組み換えがあって、それが環境の変化にも順応、適応できるような生物の多様性のもとになっています。

岡田 それはすごいことですよね。

長濱 そして、今ではどのように性の分化が起こるかも、遺伝子レベルでかなり説明できるようになってきました。しかも、性を決定する遺伝子については、人、あるいは哺乳類での研究がたいへん進んでいます。それは、先ほど岡田先生が言われたように性染色体異常に関わる遺伝病の研究からわかってきたことなんですが、Ｙ染色体に性を決定する何か（精巣決定因子）があることが1960年くらいまでにわかってきました。

岡田 そうですか。

長濱 ええ、それでご存じのようにＨＹ抗原というのがまず候補となったのですが、それではどうも矛盾が出てくる。そこで、1987年にアメリカのペイジが精巣決定因子としてＴＤＦを発表し、これでもう性の問題は遺伝子のレベルでは解決されたと言われたんですが。

岡田 それでも矛盾が出てきた。

長濱 ええ、ＸＸ男性の中に、ＴＤＦを欠く例が少数ながら見つかったんです。それで最終的に1990年にイギリスのグッドフェローとロヴェル・バッジらのグループがＳＲＹという遺伝子を発表しました。やはりＹ染色体にあるんですが、それが哺乳類の性を決定していると。彼らは、ＸＸの性染色体を持ち、本来はメスになるべきマウス受精卵にＳＲＹ遺伝子を導入して、オスマウスに転換させることに成功したんです。そうなると、じゃあそのＳＲＹはどのような仕組みで性を分化しているか、また脊椎動物の進化の過程でどのように位置づけられるか、脊椎動物すべてに共通するのか、などが次の問題になります。それで、私たちも含めて世界のいくつかの研究室でいろいろな生物を調べてみたのですが、どうやらＳＲＹが性を決定しているのは哺乳類だけのようなんです。

岡田 他は関係ないんですか。

長濱 確かにＳＲＹに似た遺伝子はあるらしいのですが、オスにもメスにも見つかるんです。ですから、哺乳類以外の脊椎動物における性の決定の仕組みに関する研究は、哺乳類とは違った視点から展開させる必要があるのかもしれません。一方、哺乳類では遺伝子が何も働かなければメスになるものが、ＳＲＹという遺伝子が働くことによってオスになるんです。じゃあ、どのような仕組みでオスになるのかについて、今研究が非常に面白く展開している状況なんです。

Ｈ−Ｙ抗原：組織適合性Ｙ抗原（Histocornpatibility Y Antigen）の略。近郊系マウス同士の皮膚の移植実験中に、雄皮膚を雌に移植すると拒否反応が起こることから見つかった抗原。ＸＯのマウスの細胞にはこの抗原が認められなかったことなどからＨ−Ｙ抗原に関係する遺伝子はＹ染色体上にあると考えられ、一時は性決定因子の有力候補と見なされたが、その後いくつかの矛盾する実験結果が発表され、現在では性決定因子とは別物と考えられている。
ＴＤＦ：Ｙ染色体上の短腕にある性決定遺伝子として、生殖腺を精巣に分化誘導する作用を持つ因子、精巣決定因子（Testis-Determining Factor）をコードする遺伝子。
ＳＲＹ：Sex-determining Region Y の略で、ヒトのＴＤＦ。この遺伝子は他の遺伝子の発現を調節する働きを持つＤＮＡ結合タンバク質をコードすると考えられ、ヒトの他にマウスなど他の哺乳類のＹ染色体上にも対応する遺伝子（Ｓｒｙ）が存在する。この遺伝子の発現は妊娠中期の胎児の精巣原基の体細胞で見られる。

温度で〈性〉が決まる？

岡田 それにしても、忙しいな（笑）。

長濱 本当にこの分野は忙しいですね。我々の生物学的な関心はバクテリアから哺乳類まで生物が進化していく過程で、性がどのような仕組みで決定されるかなんですが、たとえば性染色体が見つかりにくい爬虫類では温度で性が決まる種がいます。たとえば亀ですが、亀の卵が砂浜の浅い所にあるか、深い所にあるかで、どうも性が違うようなんです。

岡田 それは、爬虫類について基本的なパターンなのですか。

長濱 そのへんはまだわからないですね。亀の場合は温度が高ければメスになり、低ければオスになりますが、トカゲやワニの種類では逆になり、ヘビの仲間のように温度に影響を受けないものもいます。

岡田 素朴に考えると、メスをつくらんと具合が悪いぞ、という環境と、そうじゃない環境によって変わるのかなと思うけども。

長濱 そうじゃないと生きていけないですからね。次の世代を考えると。ですから、どうなんでしょうね。生き残っている生物というのはそういう工夫がうまくできているんでしょうね。しかし、爬虫類の性というのは研究の上ではたいへん面白くて、どうやら性ホルモンとの関係が強いようなんです。

岡田 そうか、それが環境の温度によって影響されるというわけですね。

長濱 たぶんそうだと思います。

岡田 哺乳類の場合はどうなんですか。

長濱 哺乳類は胎盤で育ちますから、母親の女性ホルモンに影響されるなら、すべてメスになってしまうはずです。しかし、そうはならない。たぶんそれを阻止する仕組みがあるんでしょう。それに対して魚類、両生類、爬虫類では小さいときに女性ホルモンに浸すと完全にメスになるんですよ。今は脳の分化も性ホルモンが非常に重要だと言われています。人の場合では女性と男性と脳の構造が違いますから。

岡田 そうなんですか。

長濱 違うんです。視床下部のある部分の細胞数が、男性のほうが2、3倍多いんですよ。そして注目されるのが、エイズで亡くなった同性愛者の脳を調べると、女性の脳に似ているという報告がなされていることです。また最近、「ゲイ遺伝子」も話題になりましたね。そういう性行動に関わる生物学がたいへん進んできています。

岡田 僕は同性愛というのは、社会の中で個体の密度の上限みたいなものがあって、それのフィードバックがいろいろな形であるわけだけど、その一つなのかなとボヤーッと考えていたけども。

長濱 ええ、そういう問題かもしれませんね。人の場合は基本的に性が変わることはないですが、たとえば魚の場合は池の中に100匹飼うか、1000匹飼うかで性が変わることがあります。それは密度、あるいはストレスの問題です。先ほどの温度の問題もありますし、外部の環境というのも大きいんです。
また、視覚による刺激で性転換する魚もいます。ホンソメワケベラは小さいときにはメスで、大きくなるとオスに性転換します。この魚は数匹で群れをつくって暮らしていますが、その中の最大個体がオスで、残りはすべてメスです。ところがオスが死ぬと、2週間もすればメスの中で最大の個体がオスになります。クマノミではまったく逆の性転換が見られます。

岡田 密度や視覚によってですか。

長濱 ええ。遺伝子そのものもたぶんあるんでしょうが、その遺伝子の発現が外部からの刺激によって影響される。少なくとも爬虫類や魚類はそのパターンでしょうね。

岡田 そうなると、性の分化というのもややこしいですね（笑）。

長濱 そうですね。

岡田 我々人間が思っているようなものとはまったく違う仕組みが爬虫類以下の生物にはあるようですね。

長濱 さらに面白いのが単性生殖する魚です。北海道の大沼のギンブナは雌性発生するんです。ギンブナのメスは、コイやタナゴなど他種のオスを交尾に誘い、それらのオスから精子をもらいます。その精子は、ギンブナの卵がひとりで発生するための刺激としてだけ利用され、実際に受精することはありません。大沼で雌性発生しているものの90％はたった5つの家系（クローン）で占められているそうです。また北海道で調べた結果では、雌性発生するフナは有性生殖するフナよりも量的に勝っているんですよ。そうすると、有性生殖のメリットはどこにいったんだということにもなる（笑）。これによって、有性生殖のメリット、無性生殖のメリットが調べられるかもしれないですね。

岡田 そんな話を聞くと、人間の性というのは不自由なものですね。

長濱 そうですね。性についてはまったく固定的ですね。初めに性が決まれば、母親の胎盤の影響も阻止するシステムがつくられてますから。

岡田 自然にそうなっている。

長濱 ええ。それに対して魚類、両生類、爬虫類は卵として産み出されますから、母体の影響はもちろんない。むしろ、外部からの影響を受けます。

岡田 そういう感じで思ったことはなかったな。

長濱 それでも、哺乳類というのはやっぱり母体とのコミュニケーションといいますか、影響というのがたいへん大事なんです。たとえば第二次世界大戦のときにドイツの女性から生まれた子供にはいろいろ影響があるといいます。基本的には非常にデリケートな関係なんですね。

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