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精子の進化の起源は多細胞動物以前に遡る

精子の遊泳機構の起源は古代にあるクリストフ・ブルクシュテット/アラミー 精子の進化の起源は、すべての生きている動物の単細胞の祖先まで遡ることができます。 ほとんどすべての動物は、2 種類の性細胞または配偶子を含む、生活環の単細胞段階を経て生殖します。卵子は遺伝物質と初期発生のための資源を含む大きな細胞ですが、精子は遺伝物質を 1 つの体から運び出し、卵子を見つけて融合して受精卵を作成します。 「精子は、生命が世代から世代へと受け継がれることを可能にする機構を担っています」とケンブリッジ大学のアーサー・マット氏は言う。 「これには7億年以上の進化の痕跡が残っており、おそらく動物自体の起源に関係していると考えられます。私たちは精子がどこから来たのかを理解するために、その長い進化の物語をたどりたいと考えていました。」 マット氏らは、人間を含む 32 種の動物の精子を構成するタンパク質に関する情報を含むオープンサイエンス データセットを使用しました。次に、そのデータを動物に関連するいくつかの単細胞グループを含む 62 の生物のゲノムと組み合わせ、動物の系統を超えた精子の多様化を追跡できるようにしました。 彼らは、約300の遺伝子ファミリーからなる「精子ツールキット」が、最後の普遍的な共通精子のコアゲノムを構成していることを発見した。 「多細胞動物が存在する前、つまり精子そのものよりずっと前から、多くの精子機械に大きな革新があったことがわかりました」とマット氏は言う。 これは、「単一細胞の周りを押し回る鞭毛」である精子機構が、多細胞動物が出現する前にすでに進化していたことを示唆している、と彼は言う。 これは、私たちの遠い祖先がかつてはすべて単細胞で海を泳いでいたこと、そして動物が存在するずっと前に、精子ツールキットが最初に泳ぐ単細胞の祖先の形をとったことを意味します。 「動物は多細胞性と細胞の分化を発達させましたが、彼らは精子をゼロから発明したわけではありません。彼らは泳ぐ祖先の体の構造を精子の基礎として再利用しました」とマット氏は言う。 「言い換えれば、精子は多細胞生物の派手な新しい発明ではなく、生殖のために再利用された単細胞の体の計画に基づいて構築されています。」 この研究はまた、現代の精子の計り知れない多様性をもたらした技術革新によって、主に細胞の頭部が変化したが、尾部は共通の祖先からほとんど変わっていないことも明らかになった。 同じくケンブリッジ大学の研究チームメンバー、アドリア・ルブーフ氏によると、受精にはさまざまな様式があり、体内で卵子と出会う精子もあれば、外洋で泳ぐ精子もいるという。 「これらの異なる環境で卵を見つけることは異なり、異なる機械が必要になります」と彼女は言います。 「しかし、どこにいても泳ぐ必要があるので、尾はかなり保存されています。」 「これは、メカニズムをゼロから発明するのではなく、そこにあるものを再形成するために進化がどのように機能するかを示す素晴らしい例です」と、オーストラリアのメルボルンにあるラ・トローブ大学のジェニー・グレイブスは言います。 トピック: #精子の進化の起源は多細胞動物以前に遡る