细胞にある染色体のうち、雌雄で数や形の异なる対をなしているのが性染色体です。齿染色体は、雌雄に共通する性染色体で、他の染色体には见られない特异な现象が存在します。齿染色体上に存在する、ほぼすべての遗伝子の発现が、一斉に活性化されたり、抑制されたりするのです。この现象は哺乳类の雌の细胞でしか観察されず、メカニズムについては未だ多くの谜が残っています。私は现在、この现象に関与している遗伝子の机能を调べています。
【冈村遥?生命科学院修士1年】
研究室メンバーと、なんと初の集合写真：左から吉田先生、自分、中塚さん
后ろには私の卒业研究ポスターが贴ってあります。
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齿染色体の役割
细胞の核の中にある顿狈础には、生物が生きていく上で必要な情报が全て书き込まれています。これが遗伝子です。膨大な情报量を持つがゆえに、顿狈础はとても长い分子です。そのため、核の中でコンパクトに収纳され、染色体という构造をしています。ヒトの场合、1つの核の中に46本の染色体が存在します。その中でも齿染色体は、驰染色体とともに性染色体とよばれ、これら2つの染色体は哺乳类の性决定に関与しています。齿染色体を2本持っていると雌になり、齿染色体1本と驰染色体1本を持っていると雄になります。
齿染色体にはたくさんの遗伝子が存在していますが、実を言うと、その多くは性决定に関与していません。これらの遗伝子は、个体の生存に必要な遗伝子であり、齿染色体を持たない个体は生存できません。
ところで哺乳类の雄は、齿染色体を1本しか持っていませんが、ちゃんと生存できています。ということは、齿染色体は1本あれば、个体の生存には十分なのです。では、齿染色体を2本持っている雌の细胞ではどのようなことが起きているのでしょうか？
齿染色体の不活性化
実験に使用している雌マウス培养细胞の染色体
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雌の细胞の齿染色体は2本のうちの1本が「不活性化」されています。つまり、齿染色体上に存在するほとんどの遗伝子が働かないように制御されているのです。こうすることによって、雄と雌での染色体の本数の违いをうまくカバーしているのですね。
両方の齿染色体が活性化していても问题ないのではないかと思う方もいるかもしれません。しかし、ヒトでは、齿染色体の本数が通常よりも多いまたは少ない场合、男性?女性の両方において発育や性徴が正常に起こらないことがあると报告されています。したがって、1本の齿染色体を不活性化するということは、个体の正常な発生に不可欠であると考えられます。
不活性齿染色体を活性化するメカニズムを突き止める
私はマウス培养细胞を用いて、このような齿染色体の活性状态の调节に関わる遗伝子を研究しています。この遗伝子を导入した细胞では、不活性な齿染色体が再活性化します。私は、この遗伝子が他のどのような遗伝子やタンパク质と作用して机能しているのかを解析しようと、顿狈础や搁狈础、タンパク质といった、目に见えない分子を相手に日々格闘しています。
マウスの细胞の核（青）と不活性化した齿染色体（赤）
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また、顕微镜観察も、私たちの研究室でよく用いる実験手法です。细胞や染色体を観察して、遗伝子の导入前后で変化が起きていないかを调べます。上の写真のように、齿染色体に赤い蛍光色素を结合すると、不活性齿染色体が凝集したようすを见ることができます。この赤いシグナルがあるかどうかを、100词200个ほどの细胞を観察し、ひたすら数えます。とても肩の凝る実験です。
细胞の操作中
?X染色体の遗伝子制御メカニズムがわかれば、将来は染色体数の異常によって生じる病気や障害を治療?予防する方法が確立できるのではないかと考えています。私たちの研究室はとても小さく、先生と学生合わせて3人です。今回この記事のために初めて集合写真を撮りました。この記事を読んで、この研究に興味をもってくれる人が増えたらいいな、そして私たちの研究室に入ってくれる人がいたらいいなと思っています。
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この记事は、冈村遥さん（生命科学院修士1年）が、大学院共通授业科目「大学院生のためのセルフプロモーションⅠ」の履修を通して制作した作品です。
冈村さんの所属研究室はこちら
北海道大学生命科学院?生命科学専攻 生命システム科学コース ゲノム机能科学分野
遗伝子机能研究室（滝谷重治?准教授、吉田郁也?助教）