遺伝子位置が自然選択に影響することを発見(UW researchers turn to the tiny copepod for a big discovery, showing that gene location influences natural selection)

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2025-11-21 ウィスコンシン大学マディソン校

ウィスコンシン大学マディソン校の研究チームは、小型甲殻類「ヨコバイ(コペポド)」をモデルとして、遺伝子の染色体上の配置(クロモソーム構造)が自然選択・適応に与える影響を実証的に示しました。研究では、兄弟種3系統(Eurytemora affinis 複合体)のゲノムを解析し、染色体融合(chromosomal fusions)によって遺伝子の位置が変化しており、それが塩分環境の変化(汽水から淡水への侵入)に適応するための遺伝的基盤となっていることが判明しました。例えば、イオン輸送体遺伝子群が染色体の中心部に移動し、組換えが起こりにくい位置に配置されていたことから、有益な遺伝子変異の維持が促されているというモデルが提案されました。この研究は、種の侵入・高速適応において、ゲノム構造そのものが選択の対象となりうることを初めて経験的に示したという点で、進化生物学の重要な進展となります。

<関連情報>

侵略的コペポーダ類種複合体におけるゲノム構造の進化 Genome architecture evolution in an invasive copepod species complex

Zhenyong Du,Johannes Wirtz,Yifei Joye Zhou,Anna Jenstead,Taylor Opgenorth,Angelise Puls,Cullan Meyer,Gregory W. Gelembiuk & Carol Eunmi Lee
Nature Communications  Published:21 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-65292-z

遺伝子位置が自然選択に影響することを発見(UW researchers turn to the tiny copepod for a big discovery, showing that gene location influences natural selection)

Abstract

Chromosomal fusions are hypothesized to facilitate evolutionary adaptation, but empirical evidence has been scarce. Here, we analyze chromosome-level genome sequences of three sibling species within the copepod Eurytemora affinis species complex, known for its remarkable ability to rapidly colonize new habitats. Genomes of this species complex show expansions of ion transport-related gene families, likely related to adaptation to various environmental salinities. Among three genetically distinct sibling species, we discover notable patterns of chromosomal evolution, with chromosomal fusions observed in two different sibling species. As a result of these chromosomal fusions, functionally linked ion transport-related genes located near the telomeres become joined near the newly formed centromeres, where recombination is low. Notably, for the highly invasive E. carolleeae and to a lesser extent for E. gulfia, the ancient chromosomal fusion sites, especially the centromeres, are significantly enriched with contemporary signatures of selection between saline and freshwater populations. This study uncovers intriguing patterns of genome architecture evolution with potentially important implications for mechanisms of adaptive evolution in response to rapid environmental change.

細胞遺伝子工学
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