大麻とホップは、性決定に関わる古代の遺伝スイッチを共有している可能性がある

植物遺伝学の長年の疑問に、より明確な答えが見えてきたかもしれない

ユニバーシティ・カレッジ・ダブリンの研究者らは、大麻の性決定に中心的な役割を果たす遺伝領域を特定し、ホップにも同じシステムが存在する可能性を示す証拠を見つけたと述べている。New Phytologistで発表されPhys.orgが要約したこの発見は、性表現の主要な制御点がY染色体ではなくX染色体上の小さな領域にあることを示している。

この発見が目立つのは、人間を含む多くの生物から導かれたおなじみの前提、つまりY染色体が性決定の決定要因であるという見方に反するからだ。大麻では、この研究によって、Monoecy1として知られるX染色体上のコンパクトな領域に重要な仕組みがあり、3つの密接に連結した遺伝子が協調して、植物が雄、雌、あるいは両方として発達するかを制御している可能性が示された。

なぜこれらの作物で性がそれほど重要なのか

これは単なる基礎生物学の話ではない。大麻とホップのどちらでも、植物の性は大きな経済的意味を持つ。Phys.orgの報道によれば、雌のホップはビールの香りや風味に使われる球花をつけ、一方で雌の大麻はCBDなどのカンナビノイドを得るために栽培される。どちらの産業でも、性表現をより確実に識別・制御できれば、収量、作付け計画、損失に影響する可能性がある。

この実用的な重要性こそが、この問いが長く重視されてきた理由だ。科学者はすでに、雌の大麻植物は通常2本のX染色体を持ち、雄はXとYを1本ずつ持つことを知っていた。だが、実際に発達の結果を駆動する遺伝子がどれなのか、より明確な像が欠けていた。新しい研究はその探索範囲を大きく絞り込んだ。

研究者が見つけたもの

提供された原文によると、研究チームは遺伝マッピング、ゲノム配列解析、遺伝子発現解析を用いて重要領域を特定した。単一のマスター遺伝子が単独で働くのではなく、DNAの短い区間にある3つの密接に連結した遺伝子が関与していることが示唆された。これらは協調して、雄性と雌性の両方の発達を制御しているようだ。

この構造は重要だ。複数の連結した遺伝子がひとつの形質を共同で制御する場合、その仕組みは頑健になりうる一方で、実験的には解きほぐしにくい。研究者たちがその影響をコンパクトな染色体領域に絞り込めたことは、植物生物学者が性の発達を分子レベルで理解するための、はるかに強い出発点を与える。

驚きはさらに深まった。チームはホップでも、X染色体上の対応する領域に同じ重要遺伝子を見つけたからだ。大麻とホップは約2800万年前に分岐した近縁植物なので、この発見は、根本のスイッチがどちらの作物にとっても新しいものではなく、古代から受け継がれてきたものである可能性を示している。