W染色体(ダブリューせんしょくたい、)は、殆どの鳥類、一部の両生類や爬虫類、鱗翅目の昆虫や一部の植物に見られるZW性決定様式に関与する性染色体の一つである。

ZW性決定様式では性染色体はメスがヘテロ接合(ZW)、オスがホモ接合(ZZ)となる。

概要 W染色体は1960年に大野乾によるニワトリの微小染色体の研究により発見された。

鳥類のうち平胸類においてはZ染色体とW染色体との分化が進んでおらず顕微鏡下の形態学的観察では区別できないが、胸峰類においては差が大きく判別可能である。なお平胸類においても、蛍光 in situ ハイブリダイゼーションによりZ/Wが判別できる。

100年以上に亘り性染色体の進化に関する主流のモデルでは、XYでもZWでも、主に性特異的なY染色体やW染色体の退化から始まる常染色体からの分岐により進化しており、両性に共通する性染色体であるX染色体やZ染色体は、本質的に変化しないものと予想されていた。その後、ヒトのX染色体およびニワトリのZ/W染色体に関する研究により、性特異的染色体の退化を示す更なる証拠が得られた。哺乳類のX染色体およびY染色体と同様に、ニワトリの性染色体に関する最初の配列データは、Z染色体とW染色体が遺伝子を共有していることを示しており、これらもまた、相同な常染色体の対から進化したことを示唆していた。W染色体連鎖遺伝子の同定が進むにつれ、HandleyらはそれらをZ染色体連鎖のホモログと比較し、進化階層異なる時期に形成されたゲノム領域を特定した。性特異的なY染色体とW染色体は、組換えからの漸進的な隔離、そしてそれに続く退化という同じ経路に沿って、常染色体から進化したものである。

遺伝子 鳥類のZ/W性染色体上には、それぞれCHD 遺伝子(chromobox-helicase-DNA-binding gene)(Z染色体上のCHD-Z、W染色体上のCHD-W )が存在し、相同な関係にあるが、数箇所の点突然変異やイントロン長の差が見られる。

2009年、鳥類においてZ染色体上にあるDMRT1 遺伝子が性決定の主役であることが判明した。哺乳類のY染色体(「オス」へと分化させる能動的なスイッチ)とは異なり、鳥類は「Z染色体が2本(ZZ)ならオス、1本(ZW)ならメスになる」という遺伝子量効果(遺伝子の本数による決定)が有力視された。

2023年にニワトリの全ゲノムが解読されると、鳥類のW染色体は全身の細胞で広く使われる、生きていくために必要不可欠な基礎的調節遺伝子のみを強い“浄化選択(有害な変異を排除する淘汰)”により保存していることが明らかにされた。

鳥類の性別は主にZ染色体上にあるDMRT1 遺伝子の数で決定される(“ZZ”がオス、“ZW”がメス)。またZ染色体のHINTZ 遺伝子もオスへの分化を誘導する上で必要とされているが、W染色体のHINTW 遺伝子はHINTZ の働きを打ち消してメス化を誘導することが判明した。

脚注

注釈

出典