植物オルガネラゲノム研究センター員 (総合生命科学部 生命資源環境学科 准教授)
河邊 昭

植物野生集団における DNA変異の維持機構を究める

 生命体がさまざまな形に進化してきた背景には、DNAに変異が発生し、多くが消失していく中で、一部の変異が維持・固定されていくプロセスが関わっています。私が目指しているのはそのメカニズムの解明です。

植物オルガネラゲノム研究センター員 (総合生命科学部 生命資源環境学科 准教授)河邊 昭

アブラナ科の植物を用いて DNA変異の出現・維持・固定の過程を研究

 私の研究の基本は集団遺伝学。「DNAレベルでの変異がいかにして出現して、それが維持され、固定されていくのか」が広い意味での研究テーマで、アブラナ科の植物(主にシロイヌナズナ)を材料として研究を進めています。
 異なった種や同種の個体間での違いをDNAの塩基配列レベルで明らかにすることは、生物の進化の過程を明らかにしたり、多様性を維持するメカニズムを解明したりするうえで重要です。こうした遺伝学の根本に関わる研究の進展が、有用な遺伝子の探索や染色体工学、絶滅危惧種をどう守ればいいのかの保全遺伝学、多様性の調査など幅広い分野で貢献できるものと考えられます。

動原体とトランスポゾン 染色体の構造研究から切り込む

アブラナ科の植物

 現在の研究の中心は染色体の構造、特に動原体のメカニズムの解明にあります。動原体とは、細胞分裂のときに染色体が2つに別れて紡錘糸によって左右に引っ張られる際、紡錘糸で引かれる部分。染色体のくびれた部分(一次狭窄)のことです。
 ここが正常に機能しないと正常な染色体の分配がなされなくなり、生命体が次の世代へ正確な遺伝情報を伝えていく要の部位ともいえます。しかし、本来、大切なものほど変化しないものなのに、この動原体の塩基配列は頻繁に変化しています。それはなぜなのか。どのようなメカニズムによるものなのかを研究しています。
 ほかにトランスポゾン(転移因子)も研究対象です。これはゲノム上で位置を転移する塩基配列で、別名“動く遺伝子”。有名なのがトウモロコシの実の色を決める遺伝子です。トウモロコシに色の異なる実がつくことがあるのは転移因子の働きによるものです。ある意味では生命体にとってやっかいものに相当する因子ですが、転移によって多様性を増幅することで生物の進化を促進してきたとも考えられ、集団遺伝学の研究では重要な要素になっています。

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