竜弓類（Sauropsida）に属する鳥類と爬虫類の核型の特徴は、微小なマイクロ染色体を持つことです。この特徴は、同じ羊膜類に属する哺乳類には見られません。鳥類のマイクロ染色体は、遺伝子密度、GC含量、そして組換え頻度が高いことが知られています。私たちはこれまでに、爬虫類（ヘビ類、カメ類）でもマイクロ染色体上の遺伝子のGC含量が高いことを、機能遺伝子の比較染色体マッピングと塩基配列の比較から明らかにしてきました。また、多くの鳥類には、マイクロ染色体特異的動原体反復配列が存在し、マクロ－マイクロ染色体間での動原体反復配列の均質化が起こっていないことを明らかにしました。これらの結果は、鳥類と爬虫類のゲノムには染色体サイズ依存的なゲノム構造の区画化が存在し、マクロ染色体とマイクロ染色体間での交流がないことを示しています。

　 

私たちは、マクロ染色体とマイクロ染色体間のサイズの違いが明確なヘビ類の2種、ハブ（Protobothrops flavoviridis, Viperidae）とビルマニシキヘビ（Python bivittatus, Pythonidae）から動原体特異的反復配列を単離し、それらの構造、染色体上の分布、塩基配列の保存性などについて調べました。その結果、ハブから単離された動原体特異的な反復配列PFL-MspI、ビルマニシキヘビから単離されたPBI-MspIとPBI-DdeIは、すべてマクロ染色体とマイクロ染色体に存在し、染色体サイズ特異的な区画化は見られませんでした。また、これらの3つのファミリー配列は、すべて縦列重複型のサテライトDNA配列であり、ゲノム中で強いメチル化を受けていることがわかりました。また、塩基配列の進化速度は速く、異なる属、または科の間で保存性は見られませんでした。これらの結果は、ヘビ類では、GC含量においてはマクロ－マイクロ染色体間で区画化が存在するにもかかわらず、動原体反復配列ではマクロ－マイクロ染色体間で塩基配列の均質化が生じていることを示しています。私たちのこれまでの研究で、カメ類ではこのような動原体反復配列の均質化は検出されていないことから、ヘビ類では染色体のサイズ依存的なゲノム構造の区画化が生じている可能性が示唆されました。これらの結果は、脊椎動物におけるゲノム・染色体の構造と機能の進化過程、特にマクロ－マイクロ染色体間の相互作用を知るうえで、重要な情報を提供しています。 

  

本研究論文は、7月24日付でChromosoma誌にオンライン掲載されました。 

Matsubara K, Uno Y, Srikulnath K, Seki R, Nishida C, Matsuda Y. Molecular cloning and characterization of satellite DNA sequences from constitutive heterochromatin of the habu snakes (Protobothrops flavoviridis, Viperidae) and the Burmese python (Python bivittatus, Pythonidae). Chromosoma (published online: 24, July, 2015).