遺伝の染色体理論。科学的発見の歴史と本質

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遺伝の染色体理論。科学的発見の歴史と本質

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1900 年、1901 人の植物学者 - K. Korrens (ドイツ)、G. de Vries (オランダ)、E. Chermak (オーストリア) が互いに独立して、メンデルが以前に実験で発見したパターンを発見しました。その後、彼の作品に出会い、XNUMX 年に再出版されました。これは、遺伝の量的法則への深い関心に貢献しました。その時までに、細胞学者は、その役割と挙動がメンデルパターンに一意に関連している可能性のある物質構造を発見していました.

同様の関係が 1903 年に V. Setgon によって見られました。私たちは、遺伝因子、配偶子には単一セットの因子が存在し、接合子には二重セットが存在するというメンデルの見解の裏付けを得ました。

XNUMX 年前、T. Boveri は、遺伝伝達の過程における染色体の関与を支持する証拠を提示しました。彼は、たとえば、すべての染色体が存在する場合にのみ、ウニの正常な発育が可能であることを示しました。

サットンとボヴェリは、遺伝情報を伝えるのは染色体であるという事実を確立することにより、遺伝学の新しい方向性である遺伝の染色体理論の基礎を築きました。

この理論の発展に決定的な貢献をしたのは、アメリカの科学者モーガンです。

トーマス・ジェント・モーガン (1866–1945) は、ケンタッキー州レキシントンで生まれました。彼の父はチャールトン・ゲント・モーガンであり、シチリアの米国領事であり、有名な大御所 J. P. モーガンの親戚でした。子供の頃から、トーマスは自然史に興味を示していました。彼はケンタッキー大学に入学し、1886 年に卒業しました。卒業直後の夏、彼はボストンの北にある大西洋岸のエニスクアムにある海軍基地に行きました。ここでトーマスは最初に海洋動物と知り合いました。この知人は彼を捕らえ、それ以来、海の形態の研究は彼の生涯を通じて彼の特別な関心を集めました. 彼は、海洋生物学者であるウィリアムキースブルックスの指導の下、卒業研究を行いました。 1888 年、モーガンはウッズホールに移り、その年の夏に州の漁場で働き始めました。しかし、1890 年にトーマスは海洋生物学ステーションのウッズホールに戻り、残りの人生をほとんどここで夏を過ごしました。同年、モーガンはブライアンマーカレッジの学部長に就任しました。 1897 年に海事局の管財人の XNUMX 人に選出され、生涯その地位にとどまりました。その年、放送局とその管理はヤングタークスに引き継がれ、モーガンはこの重要な時期に選ばれた新しい理事の XNUMX 人でした。同時に、シカゴ大学のウィルソンが駅に現れた。

1904年にコロンビア大学で教授職に就くよう説得したのはウィルソンでした。彼らはXNUMX年間、非常に緊密な関係で働いていました。

当時のほとんどの動物学者と同様に、モーガンは比較解剖学、特に記述発生学の教育を受けていました。彼の論文はウミグモの種の発生学を扱っており、ウッズホールで収集した資料に基づいていました。この作業は、系統発生の領域にまで及ぶ結論を含む記述的な発生学的データに基づいていました。

モーガンは実験発生学に早くから興味を持っていました。モーガンと他の発生学者が解決しようとしていた問題は、発生が卵に存在すると思われる特定の形成物質に依存または影響される程度に関係していました. そのような形成物質が発生にどのように関与し、どのように機能するか。若い科学者は生理学的研究にも携わっていました。しかし、遺伝学は彼に本当の名声をもたらしました。

3世紀の終わりに、モーガンはアムステルダムのヒュー・ド・フリースの庭を訪れ、そこで月見草のデフリジアン・ラインを見ました。彼が最初に突然変異に興味を示したのはその時でした。実験遺伝学者であるウッズホールのバイオステーションの所長であるホイットマンも、モーガンの方向転換に一役買った。彼は、異なる種のハトとハトの間の雑種の研究に長年専念しましたが、メンデルのアプローチを適用したくありませんでした。この場合のハトは、控えめに言っても寄せ集めになるので、これは理解できます。 1：XNUMXの美しい比率を与えない奇妙な兆候は、モーガンも混乱しました。当分の間、彼は逃げ道を見なかった。

したがって、1910 年以前は、モーガンはむしろ反メンデル主義者であると考えられていました。その年、科学者は突然変異、つまり身体の特定の特性における遺伝的変化の研究を開始しました。

モーガンはショウジョウバエ、小さなショウジョウバエで実験を行いました。彼の軽快な手腕により、それらは何百もの研究室で遺伝子研究の人気の対象となった。入手は簡単で、どこにでもあります。彼らは植物の樹液やあらゆる種類の果物の腐葉土を食べます。彼らの幼虫は細菌を消費します。ショウジョウバエの繁殖エネルギーは膨大で、卵から成虫になるまでに XNUMX 日かかります。遺伝学者にとって、ショウジョウバエは頻繁に遺伝変化を起こす可能性があることも重要です。彼らの染色体はほとんどなく、わずか XNUMX 対しかありません。ハエの幼虫の唾液腺の細胞には巨大な染色体が含まれており、研究に特に便利です。

ハエの助けを借りて、遺伝学はこれまでに多くの発見をしてきました。ショウジョウバエの人気は非常に高く、豊富で多様な情報を含む、ショウジョウバエ専用の年鑑が英語で出版されています。

実験を開始したモーガンは、最初に食料品店や果物店でミバエを入手しました。これは、ハエに悩まされていた店主が、エキセントリックな人がミバエを捕まえることを喜んで許可したためです。それから、彼は同僚と一緒に、「ハエ」と呼ばれる大きな部屋で、彼の実験室でハエを飼育し始めました. XNUMX 平方メートルの部屋に XNUMX つのワークステーションがありました。ハエ用の餌を作る場所がありました。部屋には通常、少なくともXNUMX人の労働者がいました。

「申し訳ありませんが、研究室に広がっていた雰囲気をお伝えすることはできません」と科学者の同僚の一人、アルフレッド・スターテバント氏は回想した。この場所の最大の利点は、モーガンとウィルソンの両方が存在することでした。そのため、一方を専門とする学生はもう一方のことを頻繁に見ていました。彼らはさまざまな点でお互いを補い、素晴らしい友人でした。コロンビア大学では、ショウジョウバエにバナナを与えました、そして隅にはいつも大きなバナナの束が部屋にぶら下がっていました。ウィルソンの部屋は私たちの部屋から廊下の数ドア先にありました。彼はバナナがとても好きだったので、そこにありましたそれも「フライルーム」を頻繁に訪れる動機となった。

この間ずっと、モーガンは定期的にウッズホールに来ていました。しかし、これはショウジョウバエを使った実験の中断を意味するものではありませんでした。すべての作物は樽（大きな砂糖樽）に詰められ、急行汽船で送られました。ニューヨークで始まったことはホールで終わり、またその逆も同様です。私たちはいつも水路でやって来ました。これはフォールリバー線が運行されていた時代で、モーガンはいつも何の関係もないあらゆる種類の実験に従事していましたショウジョウバエに関する研究を行っています。彼はニワトリ、ラット、マウスを飼い、さまざまな植物を育てました。そしてこれらはすべて人力で運ばれ、フォール・リバー・ラインの船に積み込まれて、ニューヨークに持ち帰られました。

そしてモーガンはここに着くと、その間にショウジョウバエの研究が活発に進められていたにもかかわらず、さまざまな品種の発生学において海洋生物の研究に真っ向から取り組み始めた。これがモーガンの仕事のスタイルでした - 彼は、熱いものから同時にいくつかのものを作り出さないと幸せを感じませんでした。」この科学者の成功は、まず第一に、彼が明確に定式化したという事実によって大きく貢献しました。初期仮説遺伝が染色体に存在することがすでにわかっているので、数値パターンが確立されているかどうかという質問に答えることができました。メンデル?

メンデルは、受精卵の形成において研究された要因が互いに独立して組み合わされた場合にのみ、そのような規則性が真実になると信じていました. さて、遺伝の染色体理論に基づいて、これは遺伝子が異なる染色体上にある場合にのみ可能であることを認識すべきです. しかし、後者の数は遺伝子の数に比べて少ないため、同じ染色体上にある遺伝子が配偶子から接合子に一緒に受け継がれることが予想されました。したがって、対応する特性はグループに継承されます。

この仮定は、モーガンと彼の共同研究者である K. Bridges と A. Sturtevant によって検証されました。まもなく、ショウジョウバエで多数のさまざまな突然変異、つまりさまざまな遺伝的特徴を特徴とする形態が発見されました。通常、または遺伝学者が言うように、野生型のショウジョウバエでは、体色は灰色がかった黄色がかった色で、羽は灰色で、目は暗い赤レンガ色で、体を覆う剛毛と羽の静脈には井戸があります。決められた配置。時々発見された突然変異体のハエでは、これらの徴候が変化していました。たとえば、体は黒く、目は白または他の色で、羽は初歩的でした。たとえば、黒い体のハエは、さらに初歩的な翼を持っている可能性があります。さまざまな突然変異により、モーガンは遺伝子実験を開始することができました。まず第一に、彼は、同じ染色体上にある遺伝子が交配中に一緒に伝達される、つまりそれらが互いにリンクしていることを証明しました。遺伝子の XNUMX つの連鎖グループは、XNUMX つの染色体上にあります。モーガンはまた、いわゆる性連鎖遺伝の研究において、染色体における遺伝子の連鎖の仮説を強く確認した.

ドロソフィラの目の色の遺伝子がX染色体上にあることを確認し、特定の男性と女性の子孫の遺伝子の振る舞いを追跡することにより、モーガンと彼の同僚は、連鎖仮説に対する説得力のある支持を受けました。

遺伝学の分野での卓越した業績により、モーガンは1933年にノーベル賞を受賞しました。

XNUMX代でバビロフ「メンデルとモーガンの法則は、遺伝に関する現代の科学的考え方の基礎を形成し、その上に植物と動物の両方の生物で育種作業が構築されました...XNUMX世紀の生物学者の中で、モーガンは優れた実験遺伝学者として際立っています。、例外的な範囲の研究者として」。

著者: サミン D.K.

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