세계 최초「멘델의 법칙」수수께끼 100년만의 해명 나라 첨단대, 유전자의 우열 결정 인자를 발견…음식 증산에 기대

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자가 불화 궁합 유전자(SP11) 간의 우열 관계의 모델도(왼쪽).보다 우성의 SP11 유전자 부근으로부터 만들어지는 저분자 RNA는 자기보다도 열성측의 SP11 유전자의 발현 조절 영역을 표적으로 한다.예를 들면 부모님으로부터 S1형과 S2형의 SP11 유전자를 계승했을 경우, S1형(우성)의 저분자 RNA가 S2형(열성)의 SP11 유전자의 발현 조절 영역을 메틸화해(M), 유전자의 기능을 억제한다(우상).S2형과 S3형의 SP11 유전자를 계승했을 경우는, S2형의 저분자 RNA가 S3형(한층 더 열성)의 SP11 유전자의 기능을 억제한다(우하)=나라 첨단대제공

　생물의 유전의 구조에서는, 아이가 부친과 모친으로부터 한쌍씩의 유전자를 받지만, 그 중 특정의 성질에 대해서는, 어느 쪽인지 한편만을 나타내는 경우도 있다.오스트리아의 생물학자, 그레고리・Mendel(1822년－1884년)가 엔드우 등 식물을 교배하는 실험으로 나타내 보인「우성의 법칙」로서 알려진 현상으로, 유전적인 성질의 나타나는 방법이 우성이면, 그 성질을 가지게 된다.그러나, 어떠한 구조에 의해, 우열 관계가 생기는지는 수수께끼였다.

　나라 첨단 과학기술 대학원 대학 bioscience 연구과의 와다 칠석자(원이다・유코) 조교, 타카야마 세이지 객원 교수(현도쿄대학 대학원 농학 생명과학 연구과 교수) 등의 연구 그룹은, 이「우성의 법칙」에 대해서, 우성의 유전자로부터 만들어지는 작은 분자(저분자 RNA)가, 열성의 유전자의 기능을 저해한다고 하는 새로운 구조를 세계에서 처음으로 발견했다.이 RNA를 구성하는 유전자 암호(핵산 염기)의 줄서는 방법이 바뀌는 것으로 복잡한 우열 관계가 만들어지고 있어 유용한 유전자를 일하게 하거나 유해한 유전자의 기능을 억제하거나 하는 기술로 결합될 가능성이 있어, 식물 육종에의 응용을 기대할 수 있다.이 성과는 영과학잡지「네이쳐」의 식물 전문 온라인 자매잡지「네이쳐・플랜츠」에 게재되었다.

　연구 그룹은, 유채과식물의 유채의씨를 재료에 실험.자기의 화분에서는 수정할 수 없는 자가 불화 궁합을 조절하는 기능이 있다 유전자(SP11)에 대해서, 그 동료의 4 종류의 유전자에는 4 단계의 우열 관계가 있다 일로 주목했다.

　우선, 그 유전자의 주변의 DNA로부터, 저분자의 RNA가 만들어지는 것을 발견.그 다음에, 그 성질을 4 종류의 유전자에 대해 조사했는데, 우성측의 유전자로부터 만들어지는 RNA는, 한편의 열성측의 유전자의 발현을 조절하는 영역에게만 유사한 염기 배열이 되어 있어, 그 영역의 기능에 열쇠를 걸도록(듯이) 억제해, 저해하고 있었다.게다가 이 RNA는, 열성 유전자 측에만 일해, 자기보다 우성인 유전자에는 작용하지 않고, 4 단계의 우열 관계를 형성하고 있었다.

　우성의 법칙에 관련되는 유전자를 둘러싸고, 약 100년전에 영국의 유전학자, 로날드・피셔에 의해, 어느 쪽이 뛰어난 표현 능력을 가지는지를 제어하는 인자가 진화해 온 가능성이 있다라는 가설이 제창되어 격렬한 논쟁이 되었다.그러나, 우성 유전자에 대해 열성 유전자는 기능을 잃는다고 하는 설이 넓게 지지를 받고, 인자의 존재 자체가 의문시되고 있었다.이번 연구로, 이 인자가 저분자 RNA인 것을 증명한 것이 된다.

　연구 그룹은「유전자가 저분자 RNA를 획득해 우성 유전자가 되어 가는 이치가 밝혀졌습니다.이 구조는, 동식물에 넓게 존재할 가능성이 있어요.또,이 성과를 응용하는 것으로 유전자의 기능을 인위적으로 조절할 수 있게 되기 위해, 유용한 유전자를 일하게 해 유해한 유전자의 기능을 멈추는 등, 새로운 식물 육종 기술로서의 발전도 기대할 수 있습니다」로 하고 있다.