サイエンスジャーナル

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2006年12月

自然界でも珍しい!単為生殖する「コモドドラゴン」 英の動物園

科学大好き!アイラブサイエンス!このブログでは、最新科学の?をなるべくわかりやすくコメントします。


通常、ES細胞は受精卵からつくられる。先日、「マウスの未受精卵を化学物質で刺激を与えて発生させ、ES細胞を殖やすことに成功した」という話題をお伝えした。

このように未受精卵が受精を経ずに発生を始める場合を単為生殖と呼ぶ。自然界でも単為生殖はよく見られる。

今回、単為生殖するハ虫類が確認された。巨大ハ虫類「コモドドラゴン」である。単為生殖はハチなどの昆虫ではよく見られるが、ハ虫類となるとかなり珍しい。

今日は単為生殖とコモドドラゴンについて調べる。
(参考HP Wikipeia)

  コモドドラゴン 世界遺産

関連するニュース 
聖母?オオトカゲ、交尾せず産卵 英の動物園 英国の動物園に飼われている世界最大のトカゲ、コモドオオトカゲの2匹の雌が、雄と交尾することなく産卵する「単為(たんい)生殖」をしていたことがわかった。聖霊によってマリアがキリストを身ごもったという聖書の記述にちなむクリスマスの話題として、英科学誌ネイチャーの最新号が論文を掲載した。

英中部チェスターの動物園では、雄と隔離された状態で飼われていた雌フローラが産んだ正常な卵11個のうち、壊れた3個の遺伝子をリバプール大のフィリップ・ワッツさんらが調べたところ、単為生殖によるものとわかった。残った8個が順調に育っており、07年1月に孵化(ふか)する見通しだ。

ロンドンの動物園でも、2年半の間、雄と接触がなかった雌(死亡)が産卵し、4匹の雄の子が育っている。雌の体内に雄の精子が残っていた可能性もあったが、遺伝子を調べると、やはり単為生殖だったという。

多くの生物では、受精によって卵子の細胞分裂(卵割)が始まり、卵子が育っていく(有性生殖)。ところが、受精以外の原因で卵割が始まる場合があり、単為生殖と呼ばれる。昆虫などでみられるが、脊椎(せきつい)動物では珍しく、ヘビなど約70種で報告されているだけ。哺乳(ほにゅう)類では自然には起きないと考えられている。

コモドオオトカゲも、通常は交尾によって子をつくるが、フローラなどは、パートナーが見つからないため、やむを得ず単為生殖を行ったと考えられている。

単為生殖の子には母方の遺伝子しか伝わらない。種全体として見ると、遺伝子の多様性が増えず、環境変化に対応して生き残る余裕がなくなることを意味する。

今回の発見は、絶滅が心配されているコモドオオトカゲで単為生殖がそれほど珍しくはないことを示しており、ワッツさんらは「雄と雌をつがいで飼う態勢にすべきだ」としている。 ( asahi.com 2006年12月24日) 

 
コモドドラゴン・コモドオオトカゲとは何か? コモドオオトカゲ (Varanus komodoensis) は巨大な肉食のトカゲ。オオトカゲの一種で、世界最大のトカゲであり、特に大きなものは全長3.5mの記録があるが、通常は3m内外である。体重は100kg近く。英名よりコモドドラゴン (Komodo Dragon) とも呼ばれる。 

東南アジア、インドネシアのフローレス諸島の中でコモド島・リンチャ島・ギルモンタン島・パダール島・フローレス島に生息する。パダール島では既に絶滅。これらはコモドオオトカゲの保護のため、コモド国立公園として世界遺産に登録されている。

単為生殖とは何か? 単為生殖(たんいせいしょく)とは、一般には雌が単独で子を作ることを指す。

普通、卵は精子が入って受精が行われることで発生が始まり、新たな個体へと成長する。ところが、卵が受精を経ずに発生を始める例があり、このようなものを単為生殖と呼ぶ。無性生殖の一つである。

単為生殖と染色体

卵だけで発生すると染色体はどうなるのだろうか。通常、卵や精子ができるときには減数分裂が行われ染色体は半数に減るはずだが...。

単為生殖を行っている生物では、そのため、卵など減数分裂で作られるべき生殖細胞を、減数分裂抜きで作っている場合や、減数分裂を起こした核が、ふたたび融合することで複相にもどる場合などがある。


無性生殖とは何か?
無性生殖と言われる生殖は、親の体の一部が独立して新個体になるなど、単独の個体が新しい個体を生むやり方である。生殖細胞が、他の細胞と融合する事なく、単独で発生を始める単為発生もこれである。

無性生殖は単為発生以外には、分裂、出芽、栄養生殖などがある。 
 

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不可能への挑戦!受精卵を使わないでES細胞はできるか?

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今年の初めからよく話題になるES細胞。もうどんな細胞かわかっていただけたろうか。体の様々な組織や細胞になり得る万能細胞のことをES細胞という。ES細胞は再生医療の分野で期待されているが、さまざまな問題がある。

受精卵が分裂する過程でつくられるのがES細胞。赤ちゃんになることを予定されている受精卵を別の目的に使うというのは倫理的な問題があった。

そこで現在、様々な方法で受精卵をなるべく傷つけずにES細胞をつくる研究がなされている。

今日はES細胞とそれをつくろうとする科学者達の努力の成果について調べる。(参考HP Wikipedia)
 
 マウスES細胞
 

関連するニュース
受精卵使わずES細胞 国内で成功例相次ぐ


ES細胞作製の流れ
 
受精卵を全く、あるいはほとんど使わずに、再生医療で期待される「万能細胞」を作ろうという研究が、国内で盛んに進められている。政府の総合科学技術会議は受精卵やクローン胚(はい)を「生命の萌芽(ほうが)」と位置づけており、宗教界の一部には受精卵などの使用に強い抵抗がある。受精卵を使わなければ、こうした生命倫理問題が回避できると期待されている。

様々な組織や細胞になり得る万能細胞は、事故や病気で失われた機能を回復する再生医療の焦点だ。受精卵が分割を繰り返した「胚盤胞」を壊して作る胚性幹細胞(ES細胞)が代表格だ。

だが、理化学研究所(神戸市)の若山照彦チームリーダーらは、マウスの未受精卵に化学物質で刺激を与えて分裂を起こさせ、未受精卵からのES細胞を作った。さらに、その細胞核を別のマウスの未受精卵の核と置き換えて、再びES細胞を作る「2段階方式」を編み出した。

2段階目のES細胞が特定の神経などに分化する能力は、1段階目のES細胞の3〜4倍になった。未受精卵からのES細胞は、受精卵からのES細胞より分化能力が低いのが難点だったが、若山さんの2段階目は受精卵ES細胞の最大7割程度の分化能力を示した。

一方、京都大再生医科学研究所の多田高・助教授らのグループは年明けにも、受精卵ES細胞に体細胞を融合させて、万能細胞にする研究を始める。すでにマウスでは成功している。この手法なら、受精卵の破壊は最初にES細胞をつくる時だけで済む。

同じ再生研の中辻憲夫教授らは、未受精卵からのES細胞を別々に100株用意すれば、拒絶反応に影響するHLA型(人の白血球型)をほぼそろえることが可能だとする分析結果をまとめた。日本人の90%が、自分に合ったHLA型のES細胞からつくった細胞や組織を使うことで、拒絶反応の心配が少ない移植を受けられるという。

中辻さんは「未受精卵からES細胞を作る研究は、米国でも積極的に進められている。今後、ES細胞バンクの設置が重要な課題になるだろう」と言っている。 (asahi.com 2006年12月24日) 

ES細胞とは?


胚幹細胞または胚性幹細胞ともいう。多細胞動物の初期胚からとりだされた細胞で、あらゆる種類の体細胞になる能力、すなわち万能性をもったまま無限に増殖できる培養細胞株。成体内にある他の幹細胞が分化できる細胞の種類に制限があるのに対して、ES細胞はあらゆる種類の細胞に分化できるのが特徴である。

歴史
1981年にイギリスの生物学者M.エバンスとM.カウフマンがマウスで、哺乳類としてはじめてES細胞をつくることに成功した。つづいてアメリカの生物学者J.A.トムソンらが、95年にはアカゲザルで、そして98年にはヒトの胚でES細胞を確立した。

作り方
哺乳類の受精卵は32細胞まで分割すると、胚盤胞(はいばんほう)をつくり、胚になる内層と外層の栄養細胞にわかれる。この内層細胞をとりだし、ばらばらにわけて培養して、ES細胞がつくられる。

問題点
こういう性質をもつヒトES細胞は再生医療において多様な用途がみこめるため、医学界だけでなく産業界からも注目をあつめている。しかし、ヒトの胚をばらばらにすることが前提になるので、倫理的な議論の対象になる。さらに、本人の細胞クローンからES細胞をつくれば、移植における免疫問題が解決され、臓器移植を不要のものにする可能性があるが、これもまた、ヒトのクローンをみとめるかどうかという倫理的問題がたちはだかる。

新しいES細胞作製と最近の研究
1.未受精卵に化学物質で刺激を与えて分裂を起こさせ、未受精卵からのES細胞を作る方法。さらに、その細胞核を別の未受精卵の核と置き換えて、再びES細胞を作る「2段階方式」により細胞分化能力が高まる。マウスでは成功している。

2.受精卵ES細胞に体細胞を融合させて、万能細胞にする研究。すでにマウスでは成功している。この手法なら、受精卵の破壊は最初にES細胞をつくる時だけで済む。

3.未受精卵からのES細胞でも、数を用意すれば、多数の人の血液型に合った細胞ができる研究結果もある。拒絶反応に影響するのはHLA型(人の白血球型)で、ほぼ対応できる。


細胞融合とは?


複数の細胞がくっついて、細胞と細胞をしきっている隔壁がなくなり、単一の細胞になること。自然界では、受精のときに精子と卵子が細胞融合をするのが代表的な例である。

体細胞でも細胞融合がおこる。筋肉の元になる筋芽細胞が融合して、多核細胞(シンシチウム)の骨格筋となるのである。現代では、人工的にも細胞融合をさせられるようになった。

人工的に異種の生物の細胞を融合させ、雑種細胞をつくる細胞融合技術は、現在のバイオテクノロジーにおける基礎となる技術のひとつである。

この技術は、1957年(昭和32)に大阪大学の岡田善雄がHVJウイルス(Hemagglutinin Virus of Japan。通称センダイウイルス)をもちいて癌細胞の融合に成功したことが、突破口となった。

同じ方法が体細胞でも、さらに、異種の細胞間でも可能だと明らかになり、異種の細胞融合は、遺伝子発現の制御機構の解明などにとって、重要な基礎生物学の手法となった。


 

ES細胞―万能細胞への夢と禁忌

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世界初!あま〜い小麦「Sweet Wheat(スイ−トウィ−ト)」開発! 日本製粉

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大豆などの遺伝子組換え作物の安全性が問われている。

遺伝子を変えてしまうので、何ができるかわからないというのがその理由だ。

これに対して、DNAマ−カ−選抜技術という方法は安全だ。これはDNA遺伝子の中から有用な情報を調べる技術である。これにより遺伝子配列を変えないで、新品種の開発ができる。

麦は品種が多数あり、いろいろな麦のかけあわせが行われてきた。またコルヒチン処理することによって、染色体の倍加も行われた。現在の普通小麦で染色体数が6倍体になっている。

東北農業研究センタ−と日本製粉(株)の共同開発で新しい麦ができた。数多い麦の品種のゲノム情報から、デンプンを作る酵素の少ない品種を見つけ出し、収量の多い品種とかけ合わせることで、糖分が2倍多くなったあま〜い麦ができた。

今日は小麦とその成分は何か?倍数体とは何か調べる。(参考HP Wikipedia・日本製粉) 

 農林61号

関連するニュース

画期的コムギの新品種を開発
〜 世界初の"Sweet Wheat(スイ−トウィ−ト)" 〜
東北農業研究センタ−(所長 清野 豁)と日本製粉(株)(社長 青崎 済)は、従来の交雑育種にDNAマ−カ−選抜技術(*)を導入し、旨味のある「甘い(甘味種)コムギ」を共同開発しました。トウモロコシには"スイ−トコ−ン"と言われる甘味種が存在し、生食用や缶詰用として幅広く利用されています。

しかし、コムギやオオムギなどの麦類に甘味種は存在しませんでした。今回開発した旨味のある甘味種コムギ(Sweet Wheat:スイ−トウィ−ト)は、マルト−スを中心とするオリゴ糖を多量に蓄積します。

コムギで甘味種を開発したのは世界初であり、パンやケ−キなどに独特の風味や食感、自然の甘さを加味できることから、用途拡大に寄与することが期待されます。

本コムギの発明は遺伝子組換え技術を使わない技術で開発されており、またDNAマ−カ−選抜が利用できることから迅速な品種育成が可能となります。

当社は、新しいこの品種を商品化に向けて積極的に取り組みを開始します。(日本製粉 2006年12月13日)

通常の小麦は、種子の約70%をでんぷんが占めている。同チームは、特定の遺伝子に目印をつけて遺伝子の有無を見分ける「DNAマーカー選抜技術」を利用。でんぷんを構成するアミロース、アミロペクチンをつくる酵素が足りない品種を開発した。この品種は、通常品種で70%あったでんぷんが約25%まで減り、糖度は通常の約2倍まで増えていることが確認できた。そこで「スイートウィート」と名付けた。 (asahi.com 2006年12月13日)

(*)DNAマ−カ−選抜技術:有用遺伝子の情報を利用することにより、品種開発の著しい効率化を促す技術


小麦とは何か?


コムギ(小麦、英名Wheat、学名:Triticum aestivum)は、イネ科 コムギ属に属する一年草の植物。広義にはT. compactum (クラブコムギ) や T. durum (デュラムコムギ、マカロニコムギ) などコムギ属 (Triticum) 植物全般を指す。世界三大穀物の一つ。古くから栽培され、世界で最も生産量の多い穀物である。年間生産量は6億トン近くに及ぶ。

収穫された種子は粉にして小麦粉として使われる。小麦粉はパンやうどん、中華麺、菓子、パスタなどの原料となる。粒の硬さにより、生成される小麦粉の種類、用途が異なる。

一部のビールはコムギの麦芽から作られる。ウイスキーや工業用アルコールの原料にもなる。

小麦の成分


デンプン
デンプン(澱粉、Starch)とは、分子式(C6H10O5)n の炭水化物(多糖類)で、多数のα-グルコース分子がグリコシド結合によって重合した天然高分子である。構造により、アミロースとアミロペクチンに分かれる。

アミロース
アミロース (amylose) とは、多数のα-グルコース分子がグリコシド結合(α1→4結合)によって重合し、直鎖状になった高分子である。アミロペクチンと同じくデンプン分子であるが、形状の違いにより異なる性質を持っている。

アミロペクチン
アミロペクチン (amylopectin) とは、多数のα-グルコース分子がグリコシド結合(α1→4結合及びα1→6結合)によって重合し、枝分かれの多い構造になったデンプン分子である。 

グルテン(蛋白質)
小麦粉の中にふくまれるタンパク質のこと。小麦粉はタンパク質の含有量の多さにより強力粉、中力粉、薄力粉に分けられる。

小麦の種類


一粒小麦 2倍体 (稔実粒数1、2n=14、ゲノムAA))
二粒小麦 4倍体 (稔実粒数2、2n=28、ゲノムAABB) T. durum (デュラムコムギ、マカロニコムギ)
三粒小麦 6倍体 (稔実粒数3〜5、2n=42、ゲノムAABBDD) T. aestivum (普通コムギ、パンコムギ)

倍数体とは?


基本的な数の染色体すなわちゲノムを、複数組もつ細胞または個体のこと。

生物の細胞はふつう母親と父親に由来する2組のゲノムをもつので、2倍体(ディプロイド)であるが、一部の生物では、2組以上のゲノムをもつことがあり、ゲノムの組数に応じて、2倍体、3倍体、4倍体、8倍体などとよばれる。

2倍体のことを倍数体とよぶこともあるが、一般には3倍体以上を倍数体とすることが多い。これに対して1組しかゲノムをもたない生殖細胞(卵子や精子)は、1倍体ないし単数体とよぶべきところだが、「2倍体の半分の染色体しかもたない」という意味で半数体(ハプロイド)とよぶのがならわしである。

同質倍数体・異質倍数体とは?

倍数体のうち、構成するゲノムの種類が1種類だけのものを同質倍数体、2種類以上のものを異質倍数体として区別する。通常の体細胞は両親由来の2種類のゲノムからなる異質2倍体であるのに対して、人工的な倍数化によってつくられた作物の多くは同質倍数体である。

動物の倍数体はめずらしい?

ほとんどの動物は2倍体であるが、少数の動物およびかなりの植物で、2組以上のゲノムをもつ倍数体種が知られている。動物では、ホウネンエビ類の1種(4倍体、8倍体)、ヤブキリ類の1種(4倍体)、メキシコサンショウウオ類の数種(3倍体、4倍体、5倍体)、フナ(3倍体、4倍体)、コンゴウインコ類の1種(3倍体)などである。ただし、ほとんどは雌個体だけが単為生殖によって繁殖している例外的な存在である。

植物の倍数体はふつうの現象 パン小麦は6倍体

これに対して、植物の倍数体はごくありふれた現象で、植物の進化にとって重要な役割をはたしている。被子植物の半数近くは倍数体であるといわれており、ひとつの種または近縁種間に、染色体数の倍数系列が多くみられる。たとえばコムギでは、染色体数14の2倍体が原種であるヒトツブコムギ類や、4倍体のマカロニコムギ(染色体数28)などのほか、農業上もっとも重要なパンコムギ類は6倍体(染色体数42)がある。

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最長移動距離 2246キロ 海を渡る蝶とは?

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「2246キロ」何の記録でしょう?

なんと1匹の蝶が移動した距離の最長記録なんだそうです。2246kmというのはどのくらいの距離なんでしょう?

東京〜大阪間が約500kmです。2246kmは山形県・蔵王スキー場から沖縄県・与那国島までの距離なんです。10cmの蝶のどこにそんな力があるのでしょう。

これまで最長の移動記録は、2002年に福島県北塩原村から沖縄県八重山諸島の黒島まで渡った約2140kmでした。

「アサギマダラ」は蝶としては大型で、羽を広げると約10cmあります。春から初夏に沖縄や九州から北上し、中部、東北地方で産卵、羽化。秋に移動しながら南下することがわかっています。

同じ個体が春から秋まで長距離移動するのではなく、途中に1〜2回世代交代があります。しかし、なぜこのような行動をとるのかまだよくわかっていません。

世界の動物をみると、上には上がいます。もっと長い距離を移動する動物が...今日はアサギマダラと動物の移動について調べます。(参考HP アサギネット MSN百科辞典)


関連するニュース 

アサギマダラ、2246キロも渡った 最長移動距離


長い「渡り」をするチョウ「アサギマダラ」が、山形市の蔵王スキー場から南西へ2246キロ離れた沖縄県・与那国島まで渡っていたことが確認された。これまでの記録を約100キロ上回る最長移動記録だ。

「アサギネット」を主宰する日本チョウ類保全協会代表理事、藤井恒さんによると、三重県松阪市の玉置高志さん(58)が11月20日、与那国島で羽に標識のあるアサギマダラを捕まえた。京都市の専門学校生、藤井大樹さん(21)が8月26日、蔵王から標識を書いて放したメスだった。

11月初めには台湾南西部の島で、9月24日に長野県大町市で捕獲、放されたアサギマダラが再捕獲された。移動距離は約2190キロ。

羽を広げると約10センチある大型のチョウで、春から初夏に沖縄や九州から北上し、中部、東北地方で産卵、羽化。秋に移動しながら南下する。これまで最長の移動記録は、02年に福島県北塩原村から沖縄県八重山諸島の黒島まで渡った約2140キロだった。 (asahi.com 2006年11月30日)

  地図
アサギマダラ                                 移動距離


アサギマダラとは?

マダラチョウ科に属する前翅長40〜60mmの可憐なチョウである。春の北上,秋の南下を繰り返す「渡り」をするチョウとしても知られている。夏には標高1000m付近の高地帯をさまようことが最近の調査でわかってきたが,北上から「さまよい」,そして南下の行動を解発する刺激要因がまだわかっていない。

アサギマダラのちょっとかわった捕まえ方

白いタオルをグルグル回すと、飛翔中のアサギマダラが寄ってきます。

このことに最初に気づいたのは、金沢市の松井正人さんで、ブナ林の中でアサギマダラを捕獲していた際に、たくさんの蚊がいたのでそれを追い払うために持っていたタオルを回していたところ、アサギマダラが寄ってきたのだそうです。

今では、白いタオルはアサギマダラの調査をする際の必需品の一つになっています。あなたも、是非、使い方をマスターして、飛翔中のアサギマダラを捕まえてみて下さい。(アサギネットより)

アサギマダラをくわしく知るには?

アサギマダラ情報はアサギネットがくわしいです。


長い距離を移動する動物とは?


クジラの移動距離

ザトウクジラは、毎年、大体12月 初旬から4月の終わり頃、寒くなる冬のアラスカから暖かいマウイの海へ、約80日間かけて 繁殖活動のためにやってきます。

移動距離4800km、その頭数は、毎年約800頭、距離も、日数も、頭数もスケールの大きい話です。

カリブーの移動距離

カリブーとはトナカイのこと。トナカイはアイヌ語での呼称"トゥナカイ"に由来します。漢字では、馴鹿と記されます。

トナカイは、偶蹄目シカ科の四足獣。スカンジナビア半島からユーラシア大陸北部、グリーンランド、北アメリカの寒帯から北極圏のツンドラ地帯にかけて生息していて、北アメリカではカリブーと呼ばれます。

カリブーは北アメリカ北部におよそ300万頭が生息しています。春と秋に食べ物を求め長い距離を移動します。ときには5000km移動することもあります。

渡り鳥の移動距離

渡り鳥は、いったいどれくらいの距離を渡るのでしょうか?もちろん種類によって違い、長い距離を渡る鳥と短い距離を渡る鳥がいますが、長距離を渡るものの中には、地球を約半周して、自分の生まれ故郷と越冬地を往復する鳥がいることがわかっています。

日本では、南極で足環をつけられたオオトウゾクカモメという海鳥が、赤道を越え、はるか12,800kmもの長距離を移動して、北海道の近海で発見された記録があります。

世界ではキョクアジサシ(北極圏ツンドラ地帯←→南極周辺海域)の移動距離、約32000km、ハシボソミズナギドリ(オーストラリアから北太平洋を右回りしオーストラリアへ戻る)の移動距離、約32000kmなど、非常に長い渡りをおこなう鳥がいます。

 

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