サンゴは生きている間に獲得した突然変異を子孫に伝える(Corals pass mutations acquired during their lifetimes to offspring)

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サンゴは生存中に獲得した突然変異を子孫に伝えることができ、進化的適応のための遺伝的多様性を高めることを初めて明らかにした Researchers document for the first time that corals can pass mutations acquired during their lifetimes to their offspring, providing increased genetic diversity for potential evolutionary adaptation

2022-08-31 ペンシルベニア州立大学(PennState)

サンゴは体細胞突然変異(非生殖細胞で起こる DNA 配列の変化)を子孫に伝えることが、1 世紀以上にわたる進化の常識を覆す発見。この発見は、ペンシルベニア州立大学の生物学者を中心とする国際研究チームによるもので、進化的適応の素材である遺伝的多様性を生み出す新しい経路の可能性を示しており、絶滅の危機にあるサンゴが急速に変化する環境条件に適応するために不可欠となる可能性を持っている。
サンゴは、無性生殖(出芽やコロニーの断片化を通じて)と、卵細胞や精子細胞を作り出す有性生殖の両方が可能です。今回調査したエダサンゴは、産卵の際に卵細胞と精細胞を水中に放出するため、あるサンゴのコロニーの卵は、通常は近隣のコロニーの精子と受精する。しかし、研究チームは、エルクホーンサンゴの卵の中には、2個目のサンゴが関与しなくても、生存可能な子孫に成長するものがあることを発見した。
単親生殖により、子孫に起こりうる遺伝子の可能性の総数を単純化できるため、親サンゴから体細胞突然変異をより容易に探し出し、それを子孫に追跡できた。
研究チームは、片親の子どもを産んだエルクホーンサンゴの大群落の10カ所と、近隣の5つの群落から採取したサンプルを、約2万カ所の遺伝子の位置で遺伝子型分析-マイクロアレイという高解像度分子ツールでサンプル間のDNA差異を調べた。その結果、6つのコロニーはすべて同じ遺伝子型(ジェネティック)に属していることがわかった。つまり、これらのサンゴの遺伝的変異は、体細胞変異によるものであることがわかった。その結果、268個の体細胞突然変異が見つかり、各サンゴの体細胞突然変異は2個から149個であった。
さらに、親サンゴから生まれた片親の子どもを調べたところ、体細胞突然変異の50%が受け継がれていることがわかった。
また、サンゴの親同士を交配させると、体細胞突然変異が子孫に受け継がれることを示す証拠も得られた。

<関連情報>

動物の子孫による体細胞突然変異の遺伝性 Inheritance of somatic mutations by animal offspring

Kate L. Vasquez Kuntz,Sheila A. Kitchen,Trinity L. Conn ,Samuel A. Vohsen ,Andrea N. Chan ,Mark J. A. Vermeij ,Christopher Page ,Kristen L. Marhaver ,Iliana B. Baums
Science Advances  Published:31 Aug 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abn0707

Abstract

Since 1892, it has been widely assumed that somatic mutations are evolutionarily irrelevant in animals because they cannot be inherited by offspring. However, some nonbilaterians segregate the soma and germline late in development or never, leaving the evolutionary fate of their somatic mutations unknown. By investigating uni- and biparental reproduction in the coral Acropora palmata (Cnidaria, Anthozoa), we found that uniparental, meiotic offspring harbored 50% of the 268 somatic mutations present in their parent. Thus, somatic mutations accumulated in adult coral animals, entered the germline, and were passed on to swimming larvae that grew into healthy juvenile corals. In this way, somatic mutations can increase allelic diversity and facilitate adaptation across habitats and generations in animals.

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