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Y染色体が消えつつある-では、男性はどうなるのか?

Y染色体は男らしさの象徴かもしれませんが、決して強くはなく、不滅であることが次第に明らかになってきています。 Y染色体は、胚が男性(XY)になるか女性(XX)になるかを決める「マスタースイッチ」遺伝子であるSRYを持っていますが、他の遺伝子はほとんど持っておらず、生命維持に必要ない唯一の染色体なのです。 さらに、Y 染色体は急速に退化し、女性には完全に正常な 2 本の X 染色体が残りますが、男性には X と縮んだ Y 染色体が残ります。 これは長い時間のように聞こえるかもしれませんが、生命が地球上に35億年存在していることを考えると、そう長くはありません

Y染色体は常にこのような状態だったわけではありません。 時計を1億6600万年前の最初の哺乳類まで巻き戻すと、話はまったく違っていました。 初期の「プロトY」染色体はもともとX染色体と同じ大きさで、同じ遺伝子をすべて持っていました。 しかし、Y染色体には根本的な欠点があります。 私たちの細胞には2本の染色体が存在しますが、Y染色体は1本しか存在せず、父親から息子に受け継がれるのです。 組換えの恩恵を受けられないY染色体の遺伝子は、時間とともに退化し、最終的にはゲノムから失われてしまうのです。

赤字のY染色体は、はるかに大きなX染色体の隣にある。 国立ヒトゲノム研究所

にもかかわらず、最近の研究では、Y染色体が「ブレーキをかける」ためのかなり説得力のあるメカニズムを開発し、遺伝子の喪失速度を停止させる可能性があることが明らかにされています。

たとえば、PLoS Geneticsに掲載された最近のデンマークの研究では、62人の異なる男性のY染色体の一部を配列決定し、「遺伝子増幅」(健康な精子機能を促進し、遺伝子損失を軽減する遺伝子の複数のコピーを獲得する)を可能にする大規模構造転位が起こりやすいことを発見しています。

この研究はまた、Y染色体が「回文」(「カヤック」という単語のように、逆から読んでも同じになるDNA配列)と呼ばれる珍しい構造を発達させ、さらなる劣化から守っていることを示しました。 これは基本的に、損傷していないバックアップのコピーを鋳型として、損傷した遺伝子を修復する「コピー&ペースト」プロセスです。

他の種(Y染色体は哺乳類と他のいくつかの種に存在する)を見てみると、Y染色体の遺伝子増幅が全体的な一般原理であることを示す証拠が増えてきている。 これらの増幅された遺伝子は、精子の生産と(少なくともげっ歯類では)子孫の性比の調節に重要な役割を担っているのである。 最近、『Molecular Biology and Evolution』に寄稿した研究者は、マウスにおけるこの遺伝子コピー数の増加が自然淘汰の結果であるという証拠を示しています。 後者のグループは、その防衛機構が素晴らしい仕事をし、Y染色体を救ってきたと主張しています。 しかし、離脱派は、自分たちがやっていることは、Y染色体が爪の先でしがみつき、やがて崖から落ちるのを許しているだけだと言うのです。 したがって、議論は続く。

モグラハタネズミにはY染色体がない。 wikipedia

離脱派の有力者、オーストラリア、ラトローブ大学のジェニー・グレイブスは、長期的に見れば、Y染色体は必然的に絶望的だと主張する–たとえ、予想より少し長く持ちこたえることがあったとしてもだ。 彼女は2016年の論文で、日本のトゲネズミとモグラハタネズミがY染色体を完全に失っていることを指摘し、Y染色体上で遺伝子が失われたり、作られたりするプロセスは、必然的に生殖能力の問題を引き起こすと主張しています。

男性の終焉?

新しい電子書籍の章で論じたように、人間のY染色体が消えたとしても、必ずしも男性自体がいなくなるわけではありません。 実際にY染色体が完全に失われた種でも、生殖にはオスとメスの両方が必要なのです。

これらの場合、遺伝的な雄性を決定するSRY「マスタースイッチ」遺伝子が別の染色体に移動しており、これらの種はY染色体を必要とせずに雄を生み出すことを意味します。 しかし、新しい性決定染色体(SRYが移動した染色体)は、前のY染色体を破滅させたのと同じ組み換えの欠如により、退化のプロセスを再び開始するはずです。

しかし、人間について興味深いのは、Y染色体は通常の人間の生殖に必要ですが、生殖補助技術を使えば、それが運ぶ多くの遺伝子は不要になることです。 つまり、近い将来、遺伝子工学によってY染色体の遺伝子機能を置き換え、同性女性カップルや不妊症の男性が妊娠できるようになるかもしれないのです。 しかし、このように誰もが妊娠できるようになったとしても、生殖能力のある人間が自然に生殖をやめてしまう可能性は極めて低いと思われる。

これは遺伝子研究の興味深い分野であり、熱い議論が交わされていますが、心配する必要はほとんどありません。 Y染色体がまったくなくなるかどうかもわかっていません。 そして、私たちが示したように、たとえそうなったとしても、正常な生殖を継続できるように、私たちは男性を必要とし続ける可能性が高いのです。

実際、少数の「幸運な」男性が選ばれて、大多数の子供の父親となる「家畜」タイプのシステムが登場する見込みは、確かにありません。 いずれにせよ、今後460万年間は、もっと差し迫った懸念があるはずです。