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科学系よもやま話<生命の起源・進化> ブログトップ
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無重力では子供できない!?哺乳類の場合 [科学系よもやま話<生命の起源・進化>]

未来に来るだろう宇宙進出に際し、気になる結果が報告されました。理化学研究所発生・再生科学総合研究センターと広島大の共同研究の結果、「地球の重力がほ乳類の正常な胚発生に必須」かもしれないという結果が得られたそうです。

詳細は、理化学研究所(http://www.riken.go.jp/index_j.html)のプレスリリースで見ることが出来ます。

ただ、気になるのは、この実験は、宇宙空間で行なわれた訳じゃなく、『3Dクリノスタット』という装置内で行なわれた事。調べてみると、この装置は直交する2軸を回転させて、対象物が重力刺激を感受する前に方向を変え、 単位時間内の重力ベクトルの合計をほぼゼロにするという物らしい。

つまり箱をぐるぐる(勿論、巧妙に計算されている)動かしている訳だ。何となく、始終小刻みに揺すられているような環境とも言えそうなのですが、実際どうなんでしょうね?

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卵の時にガラス棒で押したら…巻き貝の左右、変わります [科学系よもやま話<生命の起源・進化>]

ヨーロッパモノアラガイには、自然界に右巻きと左巻きの両方がいるんですね。でも、種によって、右巻き左巻きが固定されている貝も多いんです。
カタツムリでも、日本で良く見られる種は、右巻きです。中には、ヒダリマキマイマイのように左巻きの種も居ますが、同じ種で左右巻両方が共生している訳ではなかったと思います。ただ、外国には両方の巻きが共存する種もいるそうです。

この研究では、本来右巻きであるはずの左巻き貝と、左巻きのはずの右巻き貝を作り出すことに成功。貝は本来と違う巻きでも、問題なく成熟することも確かめられています。
左右どちらの巻きかを決めているのは、たった一つの遺伝子(正確には強く連鎖する複数の近接遺伝子)。でも、左右巻きどちらかが、生存に有利という物では無いように思います(とはいえ、参考文献 1では生存に有利な巻きについて考察されています)。では、何故、巻きの方向が決まっている種があるんでしょう?

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タグ:遺伝
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火星の隕石の生命痕についての新たな知見 [科学系よもやま話<生命の起源・進化>]

NASAジョンソン宇宙センターの研究チームからの発表がありました。
『New Study Adds to Finding of Ancient Life Signs in Mars Meteorite(リリースはコチラ)』

2006年に火星の生物痕として発表され、多くの反響と反論があったALH84001と名づけられた隕石に関する最新報告です。
曰く、『最新機器よる分析の結果、隕石に含まれる磁鉄鉱の結晶は、反論にあったような熱や衝撃により偶然に生成されたものではなく、当初の報告通り、ある種の細菌が体内で作り出したとする蓋然性が高いと言える。』

またまた、物議を醸しそうな発表ですね。

そもそも、1996年に行なわれたALH84001に関する報告(※1)とはどんな物だったのかを、説明しておきます。以下はこの報告からの抜粋です。

ALH84001というは、1984年に南極の氷床中で採取された、ソフトボール大で2kg弱の隕石です。厚い氷に閉じ込められた岩石は、空から落ちてきたと考えられるため、隕石と判断するのは簡単です。当初はエコンドライトと考えられていましたが、その後酸素同位体組成の分析結果から、火星起源の隕石を分類されました。

45億年前の火星形成時に結晶化.、40億年前に微惑星衝突しまたショック変成を受けたと考えられます。その後36億~18億年前に炭酸塩の沈殿を起こしたと考えられ、水と生命はここで存在したと推測されています。更に1600万年前に、小惑星衝突により宇宙空間に放出され、13000年前に南極に落下・・・1984年に採取という経歴の持ち主。

で、何が故生物痕だというと・・・

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切っても頭側が頭に プラナリア再生の仕組み、京大解明 [科学系よもやま話<生命の起源・進化>]

ヘッジホッグと呼ばれるモルフォゲン蛋白質の働きに注目する事で、頭の方向を決めるプロセスを解明したらしい。
京都大学の阿形教授らの研究だそうだが、京大のWeb上の研究発表からは見つけられなかったが、阿形教授の研究室のWebページを発見。http://mdb.biophys.kyoto-u.ac.jp/index.html

このトップページからプラナリア関連の説明を見たら、意外に愛くるしいプラナリアの姿を見ることが出来ます。

プラナリア・・・懐かしいな~。
高校時代にレバーを餌に育てては、切り刻み再生ってやったな~。

阿形教授によれば、プラナリアの再生記録は、遺伝学の開祖トーマス・ハント・モーガン持つ273分の1の断片から再生したという記録だそうだ。
273もの断片からでも再生するなんて、びっくりです!要は体中ES細胞みたいなものでしょうか。

人間もこんな風に再生できれば足や手を切断しても、また元通りって感じで便利かな。でも自分を真っ二つにして、二人の自分が出来たら戸籍とか大変そう。その場合、下半身から再生した自分には記憶がないのか?なんてアホな事を考えたりしちゃいました。

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パンスペルミア説 [科学系よもやま話<生命の起源・進化>]

パンスペルミア説について、先日少し紹介しましたが、折角なので、もう少しお話させて下さい。かなり長文になりますが、お付き合い頂ければ幸いです。

パンスペルミア(panspermia;pan 汎,spermia 胚種)とは、要するに地球外で発生した生物,或いはその元(胞子など)の事。宇宙に漂うパンスペルミアが、地上に降り注ぎ、そこから地球上の生命が花開いたという考えが、パンスペルミア(仮)説です。また、生命そのものではなくても、アミノ酸や核酸塩基、糖などの生体高分子の構成成分の由来を宇宙に求める場合も、パンスペルミアに含めるようです。
 
私が最初にこの名前を聞いたのは、今からもう20年以上も前のこと。

それは、学術書ではなく、単なるアニメなのでした。1988年に発売された一本のVHS。押井守監督、原作・キャラクターデザイン原案:ゆうきまさみ氏のこのアニメは、『機動警察パトレイバー』。その第三話『4億5千万年の罠』の中で聞いたのが最初です。

この作品や原作者についても、色々語りたい気持ちもありますが、この場では割愛させていただきます。
とにかく、このアニメの中で、マッドサイエンティストの平田博士(風貌は、日本が誇る怪獣映画『ゴジラ』に登場する芹澤博士。平田昭彦が演じていたから平田博士w)は、4億5千万年前の地層で発見された隕石中から、生きた微生物を発見。これを人工的に世代交代を繰り返し、パンスペルミア説の実証を試み、最終的に怪獣を作ってしまうんです。

まあ、おふざけを取り除くと、パンスペルミア説を分かり易く、且つ面白く説明してあって、まだ学生だった私の心に、パンスペルミア説をいう言葉を刻みつけたのでした。
 

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得意なのは長距離?短距離? 競走馬見極める遺伝子発見 [科学系よもやま話<生命の起源・進化>]

今日ご紹介するのは、競走馬の距離適性と遺伝子の関係についてのニュースです。

サラブレッドの距離適性については、良く知られています。短距離を得意とした種牡馬からは短距離馬が生まれ易いという事が、経験的に知られています。距離適性の他にもダート適性というのも言われたりします。

競馬シミュレーションソフト(ダービース○リオンやウイニング○ストが有名ですよね)、なんかは、この血統や適性という概念がメインとなるので、知っている方も多いと思います。私も一時期、やり込んだものです・・・^^;

このニュースによると、サラブレッドの距離適性の見極めに使えそうなDNA配列の個体差を、アイルランドダブリン大のグループが見つけ、米科学誌プロスワンに発表したそうです。因みに、概念としては知られている競走馬の距離適性ですが、成績とDNAの個体差の関連が示されたのは初めてなんだとか。

その内容は、犬や牛で筋肉形成への関与が知られているミオスタチン(MSTN)という遺伝子のDNA配列に因るものです。このMSTN配列には、変異したC型と変異の無いT型があり、両親からどの組み合わせを受け継いだかで、距離適性が変化するらしい。
(1)両親からMSTNの変異を受け継いだC/C型・・・短距離タイプ
(2)片親からMSTNの変異を受けたC/T・・・中距離タイプ
(3)MSTNの変異がないT/T型・・・長距離タイプ
という感じ。

まだまだタイプが分かるだけですが、将来的に生まれてきた馬のDNA検査をすると、おおよその距離適性や芝ダート特性、絶対的なスピード能力なんてのが分かるようになると、目利きやセリのあり方、或いは育成方法が変わってくるのかもしれませんね。

競馬の血統学(吉沢譲治 発行所=日本放送出版協会)(1680円)




タグ:遺伝子

宇宙の特殊な光から地球上の生命の起源に新知見 [科学系よもやま話<生命の起源・進化>]

先週、国立天文台からオリオン大星雲でみられた円偏光に関する研究報告がありました。
宇宙の特殊な光から地球上の生命の起源に新知見(リンク)』

これは、オリオン大星雲の中心部に位置する大質量星形成領域(IRc2星周辺部)において、円偏光が太陽系の大きさの400倍以上のサイズにまで広がっていることを観測したというのです。

この観測結果は、オリオン大星雲のような大質量星が生まれる領域に広がる円偏光に、原始太陽系星雲がさらされた結果、地球上の生命の素となるアミノ酸が「左型」になった可能性を示唆するものです。

まずは、アミノ酸の右左の説明と、円偏光との関係をご説明しないと分かり難いですね。
アミノ酸は生物にとって必須の分子ですが、アミノ酸には光学活性がある物が有ります。 説明が報告にもあったので、そのまま抜粋して紹介します。
<以下引用>
アミノ酸の鏡像異性体とは
図1 アミノ酸の構造と鏡像異性体の例
alanin-s.jpg
『提供:国立天文台』
アミノ酸の一種であるアラニンの構造のイメージ画像です。 黒棒は原子の結合部を表します。 球は各色がそれぞれ、赤:水素、オレンジ:炭素、水色:窒素、緑:酸素、を表しています。
 アミノ酸の鏡像異性体は、それぞれ L型(左型)と D型(右型)に分類されています。 左型と右型は互いに鏡像関係にあり、左型を回転させても右型には一致しません。 例えば、左型アラニンの左上の赤い球が三つ付いている枝の部分に着目して回転させてみてください。
<引用はここまで>

ここで説明されているように、組成上は同じアラニンですが、丁度左手と右手のように互いに鏡像関係にある関係を「鏡像異性体」といいます。

通常合成すると、D型とL型ができる確率は、それぞれ50%です。しかし地球上の生命の殆どはL体(左型)を使ってタンパク質を構成しています(僅かにD体を含む事も知られています)。その理由は色々推測されてきたのですが、今回の報告でも支持しているのが、地球の生命の元となったアミノ酸がL体(左型)に偏っていたからという説です。以前パン・スペルミア説として生命の種を宇宙に求める学説をご紹介しました(パンスペルミア説(リンク))が、同じように生命の元となるアミノ酸、或いはその前駆体が宇宙からもたらされたなら・・・そして、それらがL体ばかりなら・・・。地上で繁栄する生物がL体(左型)ばかりである説明になるという考えです。

ところで、宇宙空間においてアミノ酸の鏡像異性体の偏りをもたらす原因は何でしょう?その原因として筆者らが提示しているのが、円偏光という特殊な光に照らされた状況での化学反応(非対称化学反応)です。実際に円偏光の回転方向に応じて片方の鏡像異性体が特に分解された結果、異性体の偏りが生じることが実験で確認されています。

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「ダーウィンが提唱した自殖の進化」を解く鍵は花粉遺伝子の変異 [科学系よもやま話<生命の起源・進化>]

「ダーウィンが提唱した自殖の進化」を解く鍵は花粉遺伝子の変異(pdfファイル)』

今日は、先週(グリニッジ標準時4月18日午前2時)、英国の科学雑誌『Nature』の電子版(Advance OnlinePublication, AOP) に掲載された、東北大学大学院生命科学研究科など国内外の8つの大学の共同研究について、ご紹介します。

この研究では、自家不和合性に影響を与える遺伝子を特定し、その鍵となる遺伝子を変異させる事で、本来他殖性植物のシロイヌナズナを自殖可能な自家和合性種とするこを証明したそうです。

自家不和合性とは、雌雄両生殖器官(雌蕊と雄蕊)が正常に働いていても、自己の花粉では受粉せず、他の花の花粉でしか受精し結実しないという性質です。

多くの被子植物では、ひとつの花の中におしべとめしべが同居しています(以下に一般的な被子植物の花の模式図を載せました※出典・引用『かがくナビ』)。
ada700f1f66ef5b8d60add9989d66229-xxxbig.jpg
出典・引用『かがくナビ(リンク)』
もし、自家不和合性がない場合、自分のおしべの花粉がめしべについて受粉しやすい構造なので、自家受粉して近交弱勢の出やすくなり、不利に働きます。そこで、自家不和合性種では、もし自己花粉がめしべについた場合にでも、受精を回避できるよう分子レベルの自己・他者の認識機構があるわけです。つまり、強い近親交配に相当する自植を避けるために高等植物が獲得した機能なんですね。
例えば『プランター菜園でトウモロコシを育てるなら、一本だけでは駄目。二本植えしなさい。』なんて言われるのも、トウモロコシが自家不和合性を持つからです。

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多細胞生物、定説の15億年前にすでに出現か ガボンで新たな化石 [科学系よもやま話<生命の起源・進化>]

今日ご紹介するのは、英国の科学誌ネイチャー(Nature)で発表された『Ancient macrofossils unearthed in West Africa(リンク)』に関してのニュースです。

これまで、多細胞生物が発生したのは、カンブリア爆発と呼ばれる6億年前とされていました。それを遥かにさかのぼる21億年前とみられる西アフリカ・ガボンの丘陵地帯の地層から、多細胞生物の化石群が発見されたというのです。

多細胞生物群の化石として有名なのが、バージェス頁岩動物群。カナダのブリティッシュコロンビア州にある丘陵地帯のバージェス頁岩の中から発見された化石群です。これが、約5億500万年前のカンブリア紀中期とされています。
これより前の多細胞生物群としては、オーストラリアのアデレードの北方にあるエディアカラ丘陵から発見されたエディアカラ生物群。これは、約5億5000万年~6億年前の先カンブリア時代の化石です。

このように従来は、多細胞生物が発生したのは先カンブリア時代。その後、カンブリア爆発とよばれるように、一気に多様な生物が進化したと考えられていました。それが、21億年前に、既に多細胞生物が存在したと認められれば、一気にその定説が覆るわけで、かなりのインパクトがある論文と言えます。

この発表は、フランスのポワティエ大(University of Poitiers)の研究グループによるもので、新たに発見された化石の大きさは1~12センチで、端がギザギザで中央にこぶのような塊がある、クッキーのような外見をしているそうです。これまでに、既に250個を超えるの標本を発掘したんだとか。

今後の展開が気になるニュースですね。

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暗闇で56年、1300世代経たハエの求愛行動に変化 [科学系よもやま話<生命の起源・進化>]

このニュースになっている京都大学の暗闇ショウジョウバエは、最近よく話題になるのを目にします。昨年も分子生物学会で研究発表されたというニュースがあったのを覚えています。

この「暗黒ショウジョウバエ」は1954年、理学部動物学教室の故森主一教授が飼い始めたものを、代々引き継がれながら56年にもわたり飼育されたもので、光のない環境が進化にもたらす影響を調べる研究が続けられています。
近年、その個体群では、「感覚毛」が1割ほど伸び、生殖行動に変化が見られたとそうです。暗黒ショウジョウバエは出会いから交尾までの時間がわずか約3分間(通常の個体は約20分)と短い上、暗闇ショウジョウバエを通常のハエと一緒に飼ってもほとんど交尾しなくなっていたと言います。

ところで、キイロショウジョウバエは、遺伝学の研究で好まれます。それは何故でしょう?
首都大学東京のWeb Site内で、このようなショウジョウバエを使った研究について、分かり易くまとめられた解説があるので、ご紹介します。
首都大学東京 ショウジョウバエ(Drosophila)(リンク)』
ここでは、キイロショウジョウバエが遺伝学で好まれる理由が幾つか挙げられています。その理由の一つが、世代交代のサイクルが短いということ。常温で飼育すると、卵が生まれてから10日程で成虫になり、繁殖可能となります。そのため、1年間で30代近くの世代を重ねることも可能です。人間の一世代が20年~30年とすると600~1000倍近い速度で、世代も代を重ねることができるんです。

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