リヌロンは農業で雑草を殺すために使用されます。また、この除草剤はカエルのホルモンバランスを妨害し、それによって動物の体内の多くのプロセスに障害を与えます。この殺虫剤はカエルのゲノム上の付属器も変化させます。研究者らは、オスがこれらのエピジェネティックな変化を孫にさえ伝えることを発見しました。農業による環境汚染は、すでに絶滅の危機に瀕している何世代もの両生類に重大な影響を与える可能性があります。
現在、世界中のすべての両生類種の 40% 以上が絶滅の危機に瀕しており、その中には多くのカエルも含まれています。それらの減少の主な理由の1つは、水路や土壌を汚染する農薬などの合成化学物質です。特に、リニュロンなどの除草剤は動物のホルモンバランスを妨げ、両生類の成長と代謝を阻害します。以前の研究で示されているように、これらの内分泌物質はカエルの生殖を妨害します。このことから、農薬による被害も遺伝するのではないかという疑問が生じます。
カエルのゲノムが標的に
ストックホルム大学のマウリシオ・ローザ率いる研究チームは、この疑問を調査しました。これを行うために、生物学者らは、祖父が生息地でリニュロンに曝露された熱帯ツメガエル（アフリカツメガエル）の DNA 配列を解析した。しかし、検査された子孫は農薬に接触したことはなかった。研究者らは、これらのカエルの DNA 配列を、汚染されていない地域に生息し、したがって自身も祖先もリニュロンに汚染されていない「正常な」カエルの DNA 配列と比較した。 Roza らはまた、動物の血液を使用してさまざまな代謝パラメーターを分析しました。
実験の結果、暴露されたカエルの雄の子孫には深刻な変化が見られたことが判明した。これは、精子の成熟だけでなく、脂肪や炭水化物の代謝にも影響を与えました。生物学者らの報告によると、動物はさらに大きくて重かった。 DNAの比較では、カエルの脳細胞と精巣細胞にある数千のDNAセグメントのメチル化が変化していることも示された。この修飾は、遺伝子を制御するためのエピジェネティクスにおける重要なスイッチです。メチル化が変化した遺伝子の中には、ホルモンバランスや精子の発達に重要な遺伝子も含まれています。しかし、シナプスでの神経伝達のための遺伝子や、それ自体がエピジェネティックなスイッチとして機能する遺伝子も含まれます。
これらの結果は、除草剤リニュロンが両生類の体に広範囲に干渉し、遺伝子制御を破壊することを示唆しています。暴露されたカエルの子孫でさえ依然として身体的異常を示したという事実は、リニュロンによって引き起こされるDNA損傷が遺伝性であることを示しています。 「この結果は、リニュロンへの曝露がエピゲノムの世代間変化を引き起こし、特に内分泌系と生殖細胞の発達に関連する遺伝子に影響を与える可能性があるという我々の仮説を裏付けるものです」と共著者であるウプサラ大学のセシリア・バーグ氏は言う。したがって、農薬による環境汚染は、相続を通じて数世代に影響を及ぼす可能性があります。
精子による遺伝
ロザ氏らは、受精時のゲノムに対するエピジェネティックな変化が精子を介して次世代に受け継がれるのではないかと考えている。 「考えられる説明は、農薬が体内のテストステロンと甲状腺ホルモンの機能を混乱させ、これらの影響が精子とエピジェネティックなプロセスを通じて次の世代に受け継がれるということです」とストックホルム大学の主任著者オスカー・カールソンは説明する。これは、子孫の遺伝子制御に遺伝的変化をもたらします。
カールソン氏によると、この研究は、農薬の毒性作用が発現するメカニズムについて新たな洞察を提供するという。したがって、これらおよび同様の化学物質のリスクを評価する際には、生物多様性をより良く保護するために、世代を超えた研究も将来的に考慮に入れる必要があります。 「私たちの結果は、環境化学物質と種、特にカエルの絶滅の間の複雑な相互作用を浮き彫りにしました」とカールソン氏は述べた。
出典: Mauricio Roza (ストックホルム大学) 他、総合環境の科学、 doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.170949
