染色体説

概要

染色体説（Chromosome Theory of Heredity）とは、生物の遺伝情報が細胞核内の染色体に存在するとする理論である。1902年から1903年にかけて、アメリカの細胞学者ウォルター・サットンとドイツの発生学者テオドール・ボヴェリが独立に提唱した。

19世紀後半、グレゴール・メンデルの遺伝法則は長らく黙殺されていた。一方で顕微鏡技術の進歩により、細胞分裂における染色体の規則的な挙動が記述されていた。染色体説は、この二つの流れを接合する理論的枠組みとなった。

1910年代にトーマス・ハント・モーガンがショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）を用いた実験で遺伝子の連鎖と組換えを発見し、染色体説を実験的に確立した。1933年、モーガンはこの功績によりノーベル生理学・医学賞を受賞した。

メンデルは1865年に遺伝の法則（分離の法則・独立の法則）を発表したが、当時の生物学界はほとんど注目しなかった。1900年、コレンス・ド・フリース・チェルマクの三者が独立に再発見し、メンデル遺伝学が再び脚光を浴びた。

同時期、ウォルター・フレミングが1882年に染色体の有糸分裂を記述していた。サットンは1902年の論文でバッタの精子形成を観察し、減数分裂における染色体の対合と分離がメンデルの分離の法則と対応することを指摘した。

ボヴェリはウニの実験から、正常な発生には特定の染色体の組み合わせが必要であることを示した。染色体が均等に分配されない場合、異常な発生が生じる——これが染色体と遺伝情報を結びつける根拠となった。

この時点で染色体説はなお仮説にとどまっていた。遺伝情報が染色体のどの部分に存在するのか、染色体内の「遺伝子」の実体は何か、という問いは未解決のままだった。

トーマス・ハント・モーガン（1866-1945）は当初、染色体説に懐疑的だった。立場を変えたのは、1910年のショウジョウバエにおける白眼変異体の発見がきっかけである。

白眼の形質がX染色体に連鎖して遺伝することを確認したモーガンは、遺伝子が染色体上の特定の位置（遺伝子座、ローカス）に存在するという連鎖遺伝の概念を確立した。弟子のアルフレッド・スタートヴァントはさらに染色体地図（遺伝子地図）の作製を行い、遺伝子の線状配列を示した。

減数分裂時の相同染色体間の交叉（クロスオーバー）が遺伝子の組換えを生み出すことも解明された。交叉頻度から遺伝子間の距離を推定できることが、遺伝子地図の基礎となった。

こうしてモーガンの研究室から染色体説の確立という成果が生まれ、遺伝学は推測から実証科学へと転換した。

原典: W. S. Sutton, “On the Morphology of the Chromosome Group in Brachystola magna,” Biological Bulletin, 1902
原典: T. H. Morgan, “Sex Limited Inheritance in Drosophila,” Science, 32(825), 1910
研究: 八杉龍一『遺伝学の歴史』岩波書店、1965
研究: Ernst Mayr, The Growth of Biological Thought, Harvard University Press, 1982