ゲノミクス：五倍体イヌバラ類の独特な減数分裂を説明するセントロメアの2モード性
Nature 643, 8070 doi: 10.1038/s41586-025-09171-z
有性生殖では、減数分裂の際に染色体が対合して二価染色体が形成されるが、この過程は、倍数体では複数のサブゲノムが存在するため複雑になる。奇数倍数性は多くの場合、減数分裂の際に染色体の対合や分離が不均衡になるため不稔性となる。しかし、五倍体イヌバラ類（バラ属カニーナ節〔Rosa sect. Caninae〕、2n = 5x = 35）は、14本の染色体が二価染色体を形成して両親から受け継がれる一方、残りの21本の染色体は一価染色体として母系遺伝するという独特な機構を通して、安定した有性生殖を達成する。この過程におけるセントロメアの役割は、1世紀以上にわたる研究にもかかわらず、明らかになっていない。今回我々は、イヌバラ（R. canina）2個体と同節の別種1個体について、ハプロタイプ分解された染色体レベルのゲノムアセンブリの解析を行った。サブゲノムのフェージングから、高度にホモ接合の染色体セット2つを持ち、二価染色体を形成する1つのサブゲノムと、相同染色体を持たない3つの異なるサブゲノムが明らかになり、これにより、イヌバラ類の減数分裂における挙動が説明された。染色体シンテニー、系統関係、セントロメア構成の比較解析からは、これらのサブゲノムがバラ属の2つの分岐したクレードに起源を持つことが示された。花粉のゲノム解析では、異なる進化的起源を持つサブゲノムが二価染色体を形成することが示され、イヌバラ類に複数の起源があることが裏付けられるとともに、サブゲノムの寄与の多様性が明らかになった。二価染色体を形成するセントロメアにはATHILAレトロトランスポゾンが豊富に存在し、これは、一価染色体で主に見られる、縦列反復配列に基づくより大きなセントロメアとは対照的である。こうしたセントロメア構造の2モード性が、雌性減数分裂の際の一価染色体の駆動に寄与している可能性がある。我々の知見は、イヌバラ類の独特な生殖戦略に関して洞察をもたらし、非対称な遺伝システムを持つ生物におけるゲノム進化、セントロメア多様性、減数分裂機構についての理解を深めている。
