単一の未受精卵だけで子マウスを作ることに成功! 哺乳類の単為生殖
単一の未受精卵だけで子マウスを作ることに成功! 哺乳類の単為生殖 / Credit:Canva . ナゾロジー編集部
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父親は不要!? 単一の未受精卵だけで子マウスを作ることに成功!

2022.03.08 Tuesday

Fatherless mice are created in the lab only from unfertilized mouse eggs https://en.amvrakikosnews.com/entertainment/fatherless-mice-are-created-in-the-lab-only-from-unfertilized-mouse-eggs/3834/
Viable offspring derived from single unfertilized mammalian oocytes https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2115248119

父親を必要としないマウスの単為生殖に成功しました。

中国の上海交通大学(SJTU)で行われた研究によれば、マウスにおいて精子を使わず「1個の卵母細胞」から子マウスを誕生させる「単為生殖」に成功した、とのこと。

哺乳類の単為生殖が実用化されれば、畜産業において品質の安定や管理コストの低減など、多くの利点が期待できます。

研究内容の詳細は2022年3月7日に『PNAS』にて掲載されました。

単一の未受精卵だけで子マウスを作ることに成功! 哺乳類の単為生殖

未受精卵を受精したと勘違いさせることで単為生殖が実現しました
未受精卵を受精したと勘違いさせることで単為生殖が実現しました / Credit:Canva . ナゾロジー編集部
減数分裂前の卵母細胞は体の細胞と同じく2セットのゲノムを持っています。そのうちの1つのメチル化パターンを精子そっくりにすると、未受精卵は受精したと勘違いを起こすようです
減数分裂前の卵母細胞は体の細胞と同じく2セットのゲノムを持っています。そのうちの1つのメチル化パターンを精子そっくりにすると、未受精卵は受精したと勘違いを起こすようです / Credit:Canva . ナゾロジー編集部
勘違いを起こした未受精卵は細胞分裂をはじめ、子宮に入れると本当に子マウスがうまれてきました
勘違いを起こした未受精卵は細胞分裂をはじめ、子宮に入れると本当に子マウスがうまれてきました / Credit:Canva . ナゾロジー編集部
哺乳類にも単為生殖能力が備わっていますが、DNA状に存在するメチル化タグによってエピジェネティックに抑制されているようです
哺乳類にも単為生殖能力が備わっていますが、DNA状に存在するメチル化タグによってエピジェネティックに抑制されているようです / Credit:Canva . ナゾロジー編集部

メスのみで子孫を残す単為生殖は、アリやハチなどの昆虫、また魚類、両生類、ハ虫類、そして一部の鳥類(七面鳥)など広範な動物で確認されています。

単為生殖では精子のようなふるまいをする未熟な卵子が別の卵子に融合する「卵子による卵子の受精」が起こり、メス単独で子孫を残すことが可能になります。

一方自然界では、哺乳類の単為生殖は確認されていません。

哺乳類で単為生殖が起きない最大の原因として考えられているのが、いくつかの遺伝子につけられた「父親産優先」「母親産優先」のタグ(ゲノムインプリンティング)だとされています。

私たちの遺伝子は父親産のセットと母親産のセットの2つを備えていますが、この「優先」タグのついた遺伝子では父親(精子)あるいは母親(卵子)によって供給された遺伝子しか働かないのです。

そのため単に卵子を2つ融合させて強引に2セットを調達しても、父親産優先のタグがついた遺伝子が卵子内部で働いてくれることはなく、赤ちゃんまで成長することができません。

(※たとえば父親産優先のラベルが細胞分裂に必須な遺伝子(卵子の)についていた場合、卵子を融合して2セットの遺伝子を用意しても、細胞分裂がはじまってくれません)

この問題を解決するには基本的に、卵子の遺伝子に付着している父親産優先のラベルをどうにかして編集する必要があります。

そうすれば、卵子の遺伝子は全て「優先」タグに遠慮することなく、全力で機能させることが可能になります。

またラベルのパターンを操作すれば、一方のゲノムセットを、あたかも精子産であるかのように装うことが可能になり(卵子のゲノムなのにタグのパターンのみ精子にする)卵子を騙して「受精した」と勘違いさせることができるようになります。

そこで今回、上海交通大学の研究者たちは遺伝子編集ツールである「CRISPR」技術を応用し、遺伝配列そのものを維持したまま、卵母細胞の中の7つの「優先」ラベルのオンまたはオフを操作し、卵子の遺伝子の解放と受精の捏造を行うことにしました。

(※減数分裂前の卵母細胞は体の細胞と同じく2セットの遺伝子を持っています)

すると非常に興味深い現象が起こります。

優先ラベルの編集を受けた未受精卵は2セットあるゲノムの一方を精子のものであると見なすようになり「受精した」と勘違いを起こして、細胞分裂を開始したのです。

研究者たちはこのタイミングを見計らって「勘違い未受精卵」をマウスの子宮に入れてみました。

すると「勘違い未受精卵」の何割かはスクスクと成長していき、最終的には子マウスになり、少なくとも1匹は大人のメスマウスに成長していきました。

この結果は、哺乳類であるマウスにおいて単一の卵母細胞をもとにした単為生殖が実現したことを意味します。

どうやら哺乳類にも単為生殖の能力が残っているものの、いくつかの遺伝子に付加された優先ラベルの存在によって押さえつけられていたようです。

では優先ラベルの存在が判明した今、ヒトの単為生殖も可能になるのでしょうか?

研究結果は「そう簡単ではない」と告げています。

一番の理由は、成功率の低さにありました。

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