나고야대학의 요시무라 타카시 교수 등의 연구그룹은 기초생물학연구소/생명창성탐구센터와의 공동연구에 의해 메다카에 내인성의 리듬을 새기는 '개연시계'가 존재함을 밝혔다. 해의 리듬을 새기는 '개년 유전자'를 세계 최초로 동정했다.

 봄에 번식해 겨울에 건너와 동면을 하는 등 생물은 진화 과정에서 매년 반드시 찾아오는 계절 변화를 예지하고 적극적으로 대응하는 구조를 획득했다. 그것이 대체로 1년의 내인성 리듬을 새기는 체내 시계 '개년 시계'이다. 그러나 그 구조가 밝혀진 생물은 없다.

 연구 그룹은 이번에 메다카를 옥외의 자연 조건 하에서 2년간 사육하여 생식선(난소)의 발달의 변화를 관찰했다. 그 결과, 메스의 메다카의 난소가 매년 4월, 5월에 발달해 장마철에 한 번 퇴축한 후 다시 7월, 8월에 발달한다는 명확한 리듬을 나타내는 것을 발견했다.

 또한 메다카 뇌의 시상하부와 뇌하수체를 2년간 매월 채집·해석한 결과 3,341개의 유전자가 1년의 리듬을 새기고 있었다. 그 중 계절변화가 없는 실험실내의 항상조건하에서 약 1년의 리듬을 새기는 518개의 「개년유전자」를 동정했다. 이 518개 중 특히 옥외의 자연 조건 하와 실험실의 항상 조건 하에서 공통으로 1년의 리듬을 새기는 98개의 유전자가 특히 중요하다고 생각되며, 해석에 의해 세포 분열이나 세포 분화에 관련된 유전자 가 많다고 밝혀졌다.

 인간도 심질환·뇌혈관질환·폐렴·인플루엔자와 우울증·쌍극성장애·통합실조증 등 정신질환이 겨울에 중증화해 동계에 사망률이 현저하게 상승하지만 구조는 불분명하다. 향후, 개년 유전자 연구의 진전에 의해, 인간의 계절성 질환의 분자 기구 등, 다양한 생물의 계절적 리듬의 분자 기구 해명이 기대된다고 하고 있다.

논문 정보:【Proceedings of the National Academy of Sciences, USA】A transcriptional program underlying the circannual rhythms of gonadal development in medaka

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