Research press release

【遺伝】タツノオトシゴの秘密がゲノム解析で明らかに

Nature

Genetics: Secrets of a seahorse

このほどタツノオトシゴのゲノム解析が行われ、その独特の形質(例えば、体形や雄性妊娠)の遺伝的基盤に関する手掛かりが得られた。この研究に関する論文が今週掲載されるが、タツノオトシゴのゲノムの進化に光を当てた論文であり、そのゲノムの進化速度が、近縁種のゲノムより速いことが示唆されている。

タツノオトシゴには、他の魚類や動物とは大きく異なる数々の注目すべき特徴がある。例えば、前方に突き出た長い管状の吻と歯のない小さな口があり、雄の育児嚢の中では卵から孵化した胚が稚魚に成長するまで過ごす。今回、Byrappa Venkateshの研究チームは、タイガーテールシーホース(Hippocampus comes)のゲノムを解読、解析して、こうしたユニークな特徴に寄与するゲノムの配列要素を解明した。

雄の育児嚢の中では胚の孵化に関連する遺伝子が高発現していることをVenkateshたちは報告している。また、いくつかの調節因子が失われており、タツノオトシゴの体形の進化に何らかの役割を果たしたとVenkateshたちは考えている。さらにタイガーテールシーホースにはエナメルタンパク質の遺伝子がなく、そのために石灰化した歯が失われた可能性があり、そのことが管状の吻と小さな口の進化に寄与したと考えられている。一方、タイガーテールシーホースにtbx4遺伝子(肢発生を調節する遺伝子として知られる)がないことは、腹鰭の喪失に関係している可能性がある。

Analysis of the seahorse genome provides insights into the genetic basis of the unique traits of these creatures, such as their equine body shape and male pregnancy. The study, published in Nature this week, highlights the evolution of the seahorse genome, suggesting a higher evolutionary rate compared with the genomes of its close relatives (such as pipefish or seadragons).

Seahorses have a number of remarkable features that distinguish them from other fish and animals. For example, they have a long tube-shaped snout with a small mouth and no teeth, and it is the males that carry developing embryos in a brood pouch. Byrappa Venkatesh and colleagues sequence and analyse the genome of the tiger tail seahorse, Hippocampus comes, to understand the components of the genome that contribute to these unique features.

Five genes that have been associated with hatching of embryos in other fish are highly expressed within the male brood pouch, the authors report. They also observe altered expression of some regulatory elements that they think might have had a role in the evolution of the seahorse’s body shape. In addition, lack of genes that may be responsible for producing mineralized teeth are thought to contribute to the snout that makes the head of H. comes resemble that of a horse. They also find that the absence of a gene called tbx4, a known regulator of limb development, in the seahorse lineage may have had a role in the loss of pelvic fins.

doi: 10.1038/nature20595|英語の原文

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