致死遺伝子がもたらす影響とは？致死遺伝子のメカニズムを医学部の実験助手が5分でわかりやすく解説

ライター／オリビン

医学部で実験助手をしている。メインの業務は患者さんの遺伝子解析だが、動物実験や細胞培養も行っているバイオ実権のスペシャリスト。

DNAについて

致死性遺伝子について学ぶ前にDNAについておさらいしておきましょう。DNAはデオキシリボ核酸の略で、生き物を構成しているすべての細胞の核の中に存在しています。1個体のすべての細胞にあるDNAは全く同じものです。DNAはデオキシリボースとリン酸、塩基が結合しているんですよ。

DNAはデオキシリボースとリン酸、塩基が結合した鎖のような構造体が2本平行に並びらせんを描くような構造をしているので2重らせん構造と呼ばれます。DNAを構成している塩基にはアデニン、チミン、シトシン、グアニンの4種類があり、アデニンとチミン、シトシンとグアニンがそれぞれ結合することができるんです。DNAは5000万から2億5000万個の塩基で構成されており、そのすべてが染色体の中に納まっています。

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遺伝子とは

先ほどDNAは5000万から2億5000万個の塩基から構成されていると説明しましたが、そのすべてが情報としての役割を持っているわけではありません。DNAの主な働きはタンパク質を合成することですが、DNAの中にはタンパク質の構成に必要な情報が含まれている部分と含まれていない部分が存在します。この時、タンパク質を合成するための情報をしめしているDNAを遺伝子と呼ぶのです。

致死遺伝子とは

image by Study-Z編集部

遺伝子によっては持っているだけでその生き物が死んでしまうものもあります。それが致死遺伝子です。致死遺伝子はホモで持っている場合でないと発現しないため、ヘテロの場合は死ぬことはありません。致死遺伝子はある特定の組織や器官などに異常をもたらすことで正常に発達することができず、生き物に死をもたらす因子の一つです。

メンデルの法則と致死遺伝子

メンデルの法則には優性の法則・分離の法則・独立の法則の3つがありますが、致死遺伝子は優性の法則には当てはまりません。優性の法則とは対立形質でも表現型として出てきにくいものと出てきやすいものがあるというものです。

ある対立形質に注目したときに両親ともヘテロ接合体であった場合、生まれてくる子は優性ホモ:ヘテロ:劣性ホモが1:2:1となります。しかし、致死遺伝子がホモになるとその個体は死んでしまうため、胎生致死の場合は生まれてくる子の表現型はメンデルの法則通りにならないのです。

ハツカネズミの致死遺伝子

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ハツカネズミの体毛を決める遺伝子には黄色の体毛であるYと白色の体毛yがあります。しかし、黄色の体毛の遺伝子がYYのようにホモ接合すると母親の胎内にいる間にその個体は死んでしまうのです。

この遺伝子には体毛を決めることと致死性をもたらすものの2つの役割がありますが、致死性については劣性として働くためホモ接合しなければ発現しません。しかし、体毛については優性として働くためヘテロ接合でも黄色の体毛として発現できます。

ヒトの致死遺伝子

ヒトの致死遺伝子として最も有名なのが鎌状赤血球症です。鎌状赤血球症とは血液中の赤血球に異常が起こるために溶血しやすく、酸素を運ぶ力が殆どないため重度の貧血になります。鎌状赤血球症はほとんどが黒人に生じる病気なので日本人にはほとんど見つかっていないです。急激に発作を起こすこともあり、その場合は死んでしまうこともあります。

ベタの致死遺伝子

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ベタという熱帯魚をご存じですか？タイ原産の別名闘魚と呼ばれ、その美しさから世界中でコンテストが開かれているくらいポピュラーな熱帯魚です。ブリーダーたちは競うように品種改良をして美しいベタを作り出していますが、メラノブラックという品種は致死遺伝子を持つことで有名なんですよ。

メラノブラックはヒレが漆黒で体がメタリックブルーという美しい品種ではありますが、メラノブラック同士の交配では致死遺伝子のせいで仔を得ることができません。したがって、メラノブラックを継代したい場合は両親のどちらかをほかの品種で代用する必要があります。その場合、メラノブラックを得られる確率は10パーセント程度なので効率よく繁殖するのは困難です。

ハムスターの致死遺伝子

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ハムスターはペットとしてとても身近な生き物ですが、ハムスターも致死遺伝子を保有しています。ゴールデンハムスターにも体毛の色や模様によって様々な品種名がついているのをご存知でしょうか。ゴールデンハムスターの様々な品種のうち、致死遺伝子を保有していない品種はごく一部でほとんどが致死遺伝子を保有しているのです。そのため、かけ合わせによっては奇形や胎生致死などが発生しています。

三毛猫の致死遺伝子

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猫にもさまざまな体毛・体色がありますが、三毛猫にはオスが存在しない若しくはごく少数しかいないことをご存じでしょうか。三毛猫のオスが存在しない理由の一つとして致死遺伝子が関係しているとうわさがありますが、それは間違いです。

猫の体毛の色や柄を決める遺伝子は性染色体であるX染色体上にあります。体毛を白色にする遺伝子は常染色体上にあるため、それ以外の色についてはすべてX染色体にある遺伝子に依存することになるのです。三毛猫とはその名の通り白・黒・オレンジ(茶)の3色の猫ですね。猫は人間と同じで性染色体の組合せがXXだとメス、XYだとオスになります。オスはX染色体を1つしか持たないためどう頑張っても三毛猫にはなれないのです。しかし、ごくまれにXXYという染色体をもったオスが生まれることがあります。これはクラインフェルター症候群と呼ばれ、人間や馬や犬などにもまれに存在するんですよ。このXXYのオスだと三毛猫になれるというわけです。しかし、このXXY型のオスは生殖能力がないため殖やすことはできません。

ほかに致死遺伝子が発現する生き物がいないか探してみよう

致死遺伝子とは持っているだけでその個体を死なせてしまう遺伝子のことです。致死遺伝子をホモ接合でもっていると組織や器官に異常をもたらしてしまい、殆どの場合生まれる前に死んでしまいます。致死遺伝子はメンデルの法則に従わないため、致死遺伝子について議論する場合優性形質と劣性形質の比率が計算によって与えられた数値と異なるのです。致死遺伝子はあらゆる生物に存在しており、基本的に体毛などの遺伝子と関連があります。

身近な生き物としては馬や牛にも致死遺伝子があるんですよ。ハムスターについては自宅でも観察可能かもしれませんが、あえて致死遺伝子について観察する必要もないでしょう。

イラスト使用元：いらすとや