持つものは、ホモ接合雌が不妊。Multiple"の略。比較的よく用いられているものとしては、以下のような種類がある。何れも、ホモ接合の雌は不妊。このために、第2染色体のバランサーを一括してCy染色体と呼ぶこともありますが、実際にはさまざまな種類があり、それぞれ組換え抑制効果には特徴があるので、区別して扱う必要があります。主要な種類には、以下のようなものがあります。sp2非常に優れたバランサーとして、古くから用いられている。Cy染色体という場合、これを指すことが多い。シリーズが代表的なものです。第2染色体のバランサーと異なり、さまざまな優性可視マーカーが利用されています。何れも、ホモ接合は致死です。e現在、最も広く用いられているバランサーで、優性可視マーカーとしては、SbまたはSer、およびこの両方を持つバージョンがある。高温に曝すことによって、バランサーヘテロ個体のみを選択的に除去できる。バランサー染色体の使い方バランサー染色体は、ショウジョウバエの遺伝学ではあらゆる場面で登場します。バランサーなしではショウジョウバエの遺伝学は成り立たないといっても過言ではないでしょう。いうわけで、さまざまな目的で使われていますが、ここでは、その代表的なものを、常染色体バランサーを例にして紹介することにします。致死突然変異や不妊突然変異を維持する現在、ショウジョウバエは発生学の分野で大活躍していますが、その理由の最大のものは、多数の発生異常突然変異が存在することです。このような突然変異の多くは劣性致死突然変異です。不妊突然変異、つまり子供のできない突然変異も数多く存在します。ショウジョウバエになじみのない人は、このような突然変異系統をどうやって維持しているのか不思議に思うことが少なくないようです。マウスなどの実験動物でも、このような突然変異は数多く知られていますが、これらの系統を維持するには、ヘテロ接合の状態で継代することが必要があり、毎代、子供を調べるなどの方法によって遺伝子型を確認しなければならず、大変な手間と費用がかかります。例で説明すると、正常染色体上の劣性致死遺伝子とバランサー染色体とのヘテロ接合個体同士の交配からは、親と同じ遺伝子型を持った個体しか生じないのです。致死遺伝子、バランサー染色体のいずれのホモ接合個体も死んでしまうからです。このようにして、永久にヘテロ接合の状態で維持できるのです。ホモ接合個体は発生の途中で死んでしまうのですが、少なくとも卵は生まれてきますので、どのような発生異常が見られるかといったことを調べることは可能です。このようなことが可能になるのは、バランサー染色体と正常染色体との間で組換えが抑制されているためです。仮に、組換えが起こるとすると、維持したい致死遺伝子とバランサー染色体上のの致死遺伝子の両方を持つ染色体が生じ、このような染色体は速やかに淘汰されてしまうため、致死遺伝子は失われてしまいます。染色体全体をホモ接合にするバランサー染色体を利用すると、ショウジョウバエの染色体上の何千もの遺伝子座について、一挙にホモ接合にすることができるだけでなく、全く同一の遺伝子型を持つクローン個体を必要なだけ作ることが可能です。このような遺伝学的な操作が可能な生物はショウジョウバエだけです。第2染色体のバランサーを用いた、通称、Cy-Pm法と呼ばれる方法を例にしてその原理を説明することにします。(図2参照)G0世代:Cy/Pm雌に例えば野外から採集した雄を交配します。このような雄は、普通、多くの遺伝子座がヘテロ接合になっていますので、ここでは、+/+'と表します。Cyは第2染色体のバランサーを示すことにします。(Plum)は、正式にはIn(2LR)bwV1,bwV1という長ったらしい名前ですが、要するに眼の色に異常のある優性可視かつ劣性致死突然変異です。G1世代:上記の交配から得られたPm(または、Cyでもよい)の表現型を持つ雄を1個体ずつCy/Pm雌に交配します。雌は複数でもかまいませんが、雄は1個体であることが大切です。これによって、G0の雄が持ったいた2本の第2染色体のうちのどちらか1本がサンプルされたことになります。G2世代:生まれてくるハエの中からCyの表現型を持つものだけを選んで交配します。これらのハエは、全てがバランサー染色体とG1世代でサンプルされた1本の染色体のヘテロ接合であり、第2染色体に関しては、全く同じ遺伝的構成を持つクローンであることに注意して下さい。G3世代:上記の交配からは、Cyの表現型を持つヘテロ接合と、野生型(+/+)が生じますが、後者は第2染色体上の遺伝子座の全てについてホモ接合になっていることに注意して下さい。野外の集団には、多くの致死遺伝子が含まれていますので、第2染色体上に1個以上の致死遺伝子が存在する場合には、野生型は出現しません。日本の野外集団から得られたハエの場合、30%程度の染色体が1個以上の致死遺伝子を持つことが知られています。野外集団に存在する場合は、この世代で表現型として観察できることになります。この原理は、新しい突然変異を探し出す目的にも広く用いられています。変異の多くは劣性であるため、ホモ接合にしないと表現型として見ることができません。至っては、見ることすら不可能です。上記の例で説明すると、G0世代に交配する雄を、放射線や突然変異を誘発する化学物質で処理しておくと、第2染色体上の遺伝子座に生じた劣性突然変異はすべてG3世代でホモ接合になりますので、能率良く目的とする突然変異を得ることができます。致死突然変異や不妊突然変異の場合には、きょうだいがバランサー染色体とのヘテロ接合なので、そのまま系統として維持することが可能です。複数の突然変異遺伝子を組み合わせる遺伝子座間の相互作用を調べたりする目的で、複数の突然変異遺伝子を同時に持つ系統を作成しなければならないことがしばしばあります。このような場合、バランサー染色体をうまく使ってやるときわめて能率良く目的とする系統を作成することができます。図3に示したのは、第2染色体と第3染色体にある2つの劣性致死突然変異を組み合わせる際の交配様式の一例ですが、このような作業をバランサー染色体を使用せずに行うことはほとんど不可能といってよいでしょう。図2や図3のような交配実験を行う場合、交配様式図(交配図)をあらかじめ用意しておくのが大切です。複雑な交配実験の場合、必要なハエを選んだり、交配したりする際に、常に交配図をみながら行うようにしないと、誤って必要なハエを捨ててしまい、何カ月かを無駄にすることも少なくありません。交配図の書き方には特に定められたルールがあるわけではありませんが、習慣として以下のようなものがあります。遺伝子型を示すのに、相同染色体の間を1本または2本の横線で仕切る。ことに、2本の横線を入れた場合、これが相同染色体に見えるので、図がわかりやすい。Y染色体は、J字型であることから、端をかぎ状に曲げて書くことが多い。遺伝子型をこのように表す場合、原則として雌親由来の染色体が上に来るように書くのが慣例(女性上位!)。異なる染色体の間を;(セミコロン)で区切ることはしない。遺伝学では雌を左側、雄を右側に書くことが慣例。したがって、雌雄が明示されていない場合には、左側が雌と見なす。このしきたりに従わない場合には、雌雄を明示する必要がある。畜産学などの分野では逆になることに注意。1個体のみを用いることが必要な場合は、♀、♂のように1個の記号で、複数個体を用いて差し支えない場合は、♀♀、♂♂のように2個の記号を書く。親世代をG0、次世代以降をG1、G2...とするのが一般的。高校の教科書などにあるように、出現する遺伝子型を全て書く必要はなく、必要な遺伝子型を持つ個体のみを示せばよい。交配図を作る際に注意すること雌では乗換えが起こり、雄では起こらないことに注意すること。乗換えがおこると具合が悪い染色体を雌に入れる場合は、常にバランサー染色体とヘテロ接合にすること、逆に、雄に入る場合はその必要のないことを考慮しながら作る。複数のバランサーを同一雌個体に持たせることは可能な限り避ける。バランサーを重複して持つと、乗換えが起こりやすくなることが知られている。X、第2、第3染色体のバランサーを同時に持つと、ほとんど確実に乗換えが起こる。必要な遺伝子型の個体が表現型で確実に識別できるかどうかを確認しておくこと。眼の色の突然変異が2種類含まれるような交配で、表現型が重なっても区別できるかどうかなど。X染色体のバランサーのマーカーであるBと眼色突然変異が重なった場合にも識別が困難なことが多い。これらのことを事前に充分検討しておかないと、ハエが出てきてからあわてることになる。遺伝子座の位置を示す地図(遺伝地図)を作成できることに気付きました。乗換えが染色体のどこでも一様に起こると仮定すれば、注目した2つの遺伝子座の間で乗換えの起こる確率は、遺伝子座間の物理的な距離に比例するはずで、したがって、乗換えの頻度がわかればそれから相対的な距離が推定できるというのがその原理です。乗換えそのものを直接観察することはできないので、乗換えの結果である組換えの頻度から乗換えの確率を推定します。乗換えの確率に等しいと考えられていました。そこで、組換え価=仮想的な乗換え価とみなして組換え価そのものを距離の単位として用い、1%の頻度で組換え型配偶子を生ずる距離を1センチモーガン(1cM)と定義しました。地図距離を示す数値そのものは組換え価から求めますが、その意味するところは乗換えの頻度の推定値に他なりません。現在用いられている遺伝地図は、このような原理にもとづいて、可能な限り短い距離にある遺伝子座の間の組換え価を求め、それを積み重ねて作られたものです。注目した2つの遺伝子座間の地図距離は、その遺伝子座の間で起こる乗換えの頻度に比例するとみなして差し支えありません。用いた研究によって明らかになり、これだと組換え価は50%を越えないことから、地図距離は乗換え頻度の1/2に相当することがわかりました。平均1回乗換えが起こるような距離が50cMに相当することになります。ショウジョウバエの第2染色体と第3染色体の長さは何れも100cMを越えていますが、これは、平均2回以上の乗換えが起こることを意味します。第4染色体では、通常、乗換えが起こりませんので、普通の方法では地図を作ることができません。第4染色体の地図は、3倍体の雌では乗換え率が著しく増加し、第4染色体でも乗換えが起こることを利用して作成されたものです。注目した2つの遺伝子座の間で多重乗換えが起こると、組換え価から推定された地図距離は過小推定値になります。これを考慮に入れて組換え価と乗換え価の関係を示す関数を一般的に地図関数といいます。ヒトや家畜など、十分に近い距離のマーカー遺伝子を利用できない生物では、離れた距離にある遺伝子座間の組換え価しか求められないことが多いので、地図関数を利用して正しい地図距離を推定することが広く行われています。ショウジョウバエの場合は、すでに詳細な遺伝地図が作られているため、このような補正が必要になるケースはまれです。そこで、ここでは地図距離から組換え価を推定する方法を説明します。地図関数として広く用いられているものに、ホールデン(Haldane)の式とコサンビ(Kosambi)の式があります。この違いは、ホールデンの式では、乗換えがランダムに起こることを仮定しているのに対して、コサンビの式では、干渉を仮定していることです。実際には干渉が見られますので、コサンビの式の方が現実的ですが、干渉の強さは染色体の場所によっても変化するため、いずれの式を用いても完全に補正できるわけではありません。モーガン単位(M)で表した地図距離をdとすると、組換え価rは以下の式で表すことができます。(tanhは双曲線関数)これから、50cM離れた遺伝子座間で予想される組換え価を求めると、ホールデンの式からは、31.6%、また、コサンビの式からは、38.1%となります。遠距離の場合は、このように両者の差はかなり大きくなりますが、もっと短い距離、例え10cMだと、それぞれ、9.1%と9.9%となり、大差なくなります。10cM以下の距離にある遺伝子座間の組換え価は地図距離とほぼ等価と見なせます。動原体から最も遠い末端側が0cM。