質問: ミトコンドリアdnaによる種判別 知り合いの大学生から、ミトコンドリアdnaの塩基配列を比較することで、同定の困難な種でも種判別ができるという話を聞きました。 私は、蟻を趣味で採集しているのですが、同定が困難な種があることから、興味を持ちました。 しかし、どうもよくわかりません。そこで、次の2点について教えてほしいです。 1.原理について 塩基配列を比べれば、その違いから種判別できるというのは、漠然とはわかります。でも、違いだけなら、同種内でもあるはずです。違いをどのように評価すると、別種だといえるようになるのか、その仕組みがわかりません。 2.応用について この技術は、どのように応用できるものなのでしょうか。 蟻のなかには、ワーカーでは同定が困難、あるいは不可能で、女王蟻の形態を調べないと同定できない種があります。そのような種について、もし塩基配列さえ読めれば、ワーカーのみから簡単に同定できるようになると言うことでしょうか。 以上2点をよろしくお願いします。 ちなみに、私は生物を専門に学んだことがないので、難しいとは思いますが、できれば素人にもわかるようにお願いします。
回答: たしかにcoi領域をはじめとして、ミトコンドリアdnaは種の判別に用いられることが多いです。なぜならミトコンドリアは、ほとんどの真核生物に存在するため、その変異を解析することで進化における分岐点を推測することが出来ます。また、基本的に母性遺伝で伝わるため、相同組み替えが起こらず解析に適していることも大きな理由です。また、dnaの変異はある程度ランダムに起こり、その変異は生存に関係する領域でなければ時間とともに蓄積されていくわけです。「変異速度の極端に遅い生物が分類できない」というのもそのへんが理由になります。なので、非常に近種である場合、coi領域も含め種の区別に利用できるかどうかは、実際に調べないとわかりません。もし、全ゲノムを解読すれば亜種の区別もできると思います。(dna配列のみで遺伝子発現が規定されるわけではないのですが、個体差を越えて種の違いを区別できる領域はあるだろうと思います。) で、「もし、種、属、亜科などの判別に使えるとしても、疑問なのが、それって、塩基配列の違いで系統樹を描いて、どの種が(あるいは属が)単系統群かを判断すること以上の意味があるのだろうか?」という疑問についてなのですが、ゲノムの解読は「種が(あるいは属が)単系統群かを判断する」ためにやるのではなく、dnaデータベースが存在すると、系藤樹を書くこともできるということですよね。目的を「種が(あるいは属が)単系統群かを判断する」に絞るのであれば、これまでの知見からわかっている変異の起こりやすい領域などを探していく方が早道だと思います。全ゲノム解読が必要というのは、限りなく近い2種であっても区別するためにはという前提で、そのへんは私がアリの亜種間でどれくらいのdnaの違いがあるかというバックグラウンドを知らないからでもあります。 snpsをデータベース化することの意味ですが、これはもちろんヒトの種の判別というわけではありません(マウスなどを使用する実験ではそういう意味でも利用しているのですが)。例えば、遺伝子領域内のsnpsの違いによって酵素活性の異なるタンパクが出来たりするわけです。それが様々な個体間の性質の差を生むわけです。また、病原遺伝子のsnpsの探索などは古典的(伝統的?)なアプローチでもあります。 読み返しもせず思いつくままに書いたので、かなり読みにくい文章だとは思います。不正確、不明瞭な点があれば指摘してください。