魚類の性転換の研究から、 環境問題解決の一つの糸口が見付かるかもしれません。

性転換する魚のメカニズム

自然科学研究機構 基礎生物学研究所 生殖生物学研究部門 特任教授

長濱 嘉孝 氏

ながはま よしたか

1942年北海道生れ。66年北海道大学水産学部増殖学科卒業、71年同大学院博士課程修了。72年カリフォルニア大学バークレー校動物学科博士研究員、74年ブリティッシュコロンビア大学動物学科博士研究員。77年自然科学研究機構基礎生物学研究所の助教授に就任し、86年教授。同年岡崎国立共同研究機構基礎生物学研究所教授。2005年戦略的創造研究推進事業における「性的可塑性の分子メカニズムに関する研究」の研究代表者に就任。04年基礎生物学研究所副所長を兼任、08年3月に定年退職し、同年4月より現職。著書に『生殖細胞の発生と性分化』（共著・共立出版）、『内分泌と生命現象』（共著・培風館）など。

2010年5月号掲載

長濱　そうですね。遺伝子を同定する作業は試行錯誤の連続で、一日に出てくるデータも膨大な量。明けても暮れても遺伝子の塩基配列ばかりを見ていました。

Y染色体のうち、性決定に関わっているとされる領域にある50万個を超える塩基の配列を決定し、その領域に52個の遺伝子が存在することを明らかにしました。さらに、これらの遺伝子の中から発現解析やコンピュータ解析を経て、少しずつ数を減らしながら性決定遺伝子を特定していったのです。5年目にしてようやく一つの性決定遺伝子にたどりついたんですよ。

──50万個もの塩基配列の中からたった一つの遺伝子を特定するなんて、聞いただけでも気が遠くなります。そうすると、DMYもSRYのように、魚類共通の性決定遺伝子なのでしょうか？

長濱　それが違うんです。その後の研究により、魚類はおろか、20種類に及ぶメダカ属の中でも、わずか2種類にしかDMYは存在しないことが分りました。

なお、DMYはSRYとも構造が全く異なっていることから、脊椎動物における性決定遺伝子は、実に多様化していることが明らかになったのです。

どのようにして性転換が起きる？

──そのようにして遺伝的に決った性が“変る”というのは不思議ですね。魚はどのような仕組みで性転換するのでしょうか？

長濱　性転換の仕組みは大きく分けて二つあります。

一つは発生の初期段階で起きるもので、メダカなど多くの魚でみられます。この時期の生殖腺は、環境要因の変動に非常に敏感なのです。例えば、ヒラメの稚魚は18℃程度の通常水温で飼育するとすべてメスになる一方、高温で飼育するとすべてオスになります。魚類以外に、ワニなども温度によって性転換するんですよ。

──もう一つの性転換とは・・・？

長濱　成熟した段階で起きるものです。特にサンゴ礁に棲む熱帯魚の仲間にみられ、これには「ホルモン」が重要な働きをします。性転換魚の中には卵巣と精巣両方の生殖腺を持つ種がいますが、これらの魚はそれぞれの生殖腺の中にホルモンをつかまえる“アンテナ”である受容体があります。ホルモンが分泌されると、そのうち片方のアンテナがグンと増え、卵巣もしくは精巣が大きくなり、結果的に性転換が起きるのです。

卵巣と精巣を併せ持つオキナワベニハゼ。これら2つの生殖腺が交互に発達と退縮を繰り返すことで、何度も両方向に性転換することができる〈写真提供：長濱嘉孝氏〉

また、メダカやティラピアは一方の生殖腺しか持っていないのですが、成熟したメスにホルモンをコントロールする薬を使うと、卵巣が精巣に変化し、性転換を起こします。

なるほど・・・。では、自然界での性転換はどのような現象によりホルモンが分泌されるのでしょうか？