遺伝子の「水平伝播」はどう起きる？ 別種の生き物が同じ遺伝子持つ理由や、薬剤耐性を持つ細菌が生まれる仕組みなどを解説してみた

今回紹介したいのは、ニコニコ動画に投稿された『【VOICEROID解説】ゆかり先輩と知る生物の不思議【遺伝子の水平伝播】』というtuyukusaさんの動画です。

投稿者メッセージ（動画説明文より）

新シリーズ始動 VOICEROID解説のようでVOICEROID劇場のようでもあるゆるーい感じでやってくで 「いいね」で遺伝子の水平伝播豆知識を紹介



様々な側面から生物の解説動画を投稿しているtuyukusaさんが、新たなシリーズとして「生物の不思議」の解説をはじめました。第1回目に取り上げるテーマは「遺伝子の水平伝播」です。

遺伝子が伝わる方法としてまず浮かぶのは、親から子へと受け継ぐというもの。

こうして親から子、子から孫へと伝わっていく伝播方法を「垂直伝播」といいます。系統樹を見ると垂直になっていますね。それに対し、種を越えた個体間で遺伝子が広がって行く現象が「水平伝播」です。これは系統樹を見ると横に伸びて見えるからだそう。

水平伝播は脊椎動物のような進化が進んだ生物よりも、構造がシンプルな細菌類でよく起こるとのことです。

遺伝子の伝播について、爬虫類であるヘビAと両生類であるカエルAが同じ遺伝子を持っている場合を例に考えていきます。確実に親子関係にない種同士ということで、これは水平伝播が起こっていると考えられるとのこと。

垂直伝播だとすると、爬虫類と両生類の共通祖先まで遡らなければなりません。そうなると他のヘビやカエルだけでなく、ワニやサンショウウオまで同じ遺伝子を持っていないとおかしくなります。つまり、垂直伝播ではありえない遺伝子の移動が水平伝播となるわけです。

そんな水平伝播の方法は3つわかっています。形質転換と接合と形質導入です。

形質転換とは、細胞外からの取り込みによる伝播方法。つまり死んだ細菌や遺伝子を食べて、それを自分の遺伝子に組み込むことで伝播するとのこと。

次の接合は細菌間で見られる方法です。多くの細菌は性繊毛という器官で同種同士接合し、プラスミドと呼ばれる染色体とは異なる遺伝子をやり取りしているのだそう。

同じことが異種間でも起こることがあり、その際、受け取った側がプラスミドを自身の遺伝子に組み込むことで伝播するとのことです。

最後の形質導入はバクテリオファージが仲介する伝播方法。

これは細菌内で増殖したバクテリオファージがその細菌の遺伝情報を取り込むことではじまります。そのバクテリオファージが別の細菌に自身の遺伝子と一緒に取り込んだ遺伝情報を注入し、受け取った細菌がそれを自身の遺伝子に組み込むことで伝播が完了するのだそうです。

最後は水平伝播で何が起こるかについて。実際の事例としては、赤痢菌から病原性遺伝子が伝播して大腸菌が腸管出血性大腸菌にアップグレードしたり、薬剤耐性遺伝子を発言した細菌から接合によって薬剤耐性が広まって感染症を抑えるのが難しくなったりしているのだそうです。

悪いことばかりではなく、遺伝子を他生物から取り込むことが新たな能力の獲得につながることもあります。例えば、脊椎動物の目で光を感知する機能は、5憶年以上前に細菌の遺伝子から水平伝播されたとする研究結果もあるそうです。

他には、人に対してウィルスからの水平伝播を示唆するデータ自体はあるのですが、伝播した遺伝子によって機能を獲得したことは今のところ確認されていません。同様に鳥刺しを食べても羽毛は生えないし、空も飛べるようにならないのだとか。

遺伝子がどう伝わって行くのかを解説した本動画。tuyukusaさんによる解説の詳細を聞きたくなったという方は、ぜひ動画をご視聴ください。垂直伝播と水平伝播の違い、細菌が薬剤耐性を持つ仕組みなどがとてもよくわかります。

視聴者のコメント

・現実にもアップグレードってあるんだ
・キメラアントかな
・喰えば喰うほど強くなるタイプ
・ファージかっこいいよファージ
・出たナノマシン
・今の所ってことは将来的には取り込めるかもな
・面白かった

▼動画はこちらから視聴できます▼

『【VOICEROID解説】ゆかり先輩と知る生物の不思議【遺伝子の水平伝播】』

―あわせて読みたい―

・海洋最強生物「シャチ」について解説してみた！ 圧倒的なフィジカルと高い知能を使った狩りスタイルへ「賢すぎん？」「次元が違いすぎる」の声

・日本では見ることのできない「コヨーテ」ってどんな動物？ 北米の都市部まで進出しているイヌ属の生態を解説してみた