Sharks and rays have the oldest vertebrate sex chromosome with unique sex determination mechanisms

Taiki Niwa, Yoshinobu Uno, Yuta Ohishi, Mitsutaka Kadota, Naotaka Aburatani, Itsuki Kiyatake, Daiki Katooka, Michikazu Yorozu, Nobutaka Tsuzuki, Atsushi Toyoda, Wataru Takagi, Masaru Nakamura, Shigehiro Kuraku*
*責任著者

Proceedings of the National Academy of Sciences USA (2025) DOI:10.1073/pnas.2513676122

プレスリリース資料

性は多くの生物が持っていますが、それを決める仕組みは同じではありません。私たちヒトを含む脊椎動物は遺伝的要因や胚発生時の温度など環境要因に頼った多様な性決定の仕組みを持っていますが、それがどのように進化してきたのかは大きな謎の一つです。サメやエイを含む軟骨魚類は、脊椎動物の他の系統とは深く隔たれ独自の進化を遂げてきた仲間ですが、他の系統とは対照的に軟骨魚類の性を決める仕組みはほとんど調べられていませんでした。総合研究大学院大学 大学院生の丹羽大樹、国立遺伝学研究所 分子生命史研究室の工樂樹洋教授（理化学研究所生命機能科学研究センター　客員研究員）、徳島大学大学院社会産業理工学研究部の宇野好宣准教授、（一財）沖縄美ら島財団総合研究所の中村將参与、東京大学大気海洋研究所の髙木亙助教、および複数の水族館から成る研究グループは、軟骨魚類のゲノム配列の比較により、サメ・エイ類のX染色体が共通の遺伝子セットを保持し、Y染色体が大半の遺伝子を失っていること、そして、それらの性染色体が約3億年もの長い間保持されてきた可能性が高いことを明らかにしました。X染色体には雌雄での本数の差を埋め合わせる遺伝子量補償の仕組みが働いておらず、それこそがサメ・エイ類の性の決定に重要である可能性が示されました。本研究は、サメ・エイ類では他の脊椎動物とは異なる仕組みで性が決まっていることを示すものであり、性の成り立ちについてのこれまでの研究に一石を投じる成果です。

本研究は、情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所 分子生命史研究室（丹羽大樹 大学院生（総合研究大学院大学所属）、工樂樹洋 教授）、同研究所 比較ゲノム解析研究室（豊田敦 特任教授）、理化学研究所 生命機能科学研究センター 分子配列比較解析チーム（宇野好宣 研究員（研究当時）、大石雄太 大学院生リサーチ・アソシエイト（研究当時；神戸大学大学院理学研究科所属）、門田満隆 技師（研究当時）、工樂樹洋 チームリーダー（研究当時））、一般財団法人 沖縄美ら島財団 総合研究所（中村將 参与（研究当時））、徳島大学 大学院社会産業理工学研究部（宇野好宣 准教授）、東京大学 大気海洋研究所（油谷直孝 大学院生（研究当時）、髙木亙 助教）、および、海遊館（喜屋武樹）、新江ノ島水族館（加登岡大希）、アクアパーク品川（萬倫一（研究当時））、下田海中水族館（都築信隆）から構成される研究グループにより遂行されました。

本研究は、日本学術振興会（JSPS）科学研究費補助金（課題番号：20H03269, 16H06279 (先進ゲノム支援), 21K06286, 23KJ1002）の支援、および理化学研究所 大学院生リサーチ・アソシエイトの支援を受けて行われました。

本研究成果は、国際科学雑誌 「Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS)」 に

2025年7月23日（日本時間）にオンライン掲載されました。