不完全優性

赤い絵の具と白い絵の具をパレットで混ぜると、きれいなピンク色ができますよね。生き物の遺伝にも、絵の具を混ぜたように両親の中間の特徴を受け継ぐ場合があります。

メンデルの基本的な遺伝の法則では、2つの対立遺伝子のうち一方が、もう一方を完全に覆い隠してしまいます。たとえば、純系の黄色いエンドウと緑のエンドウを交配すると、子は優性の黄色いエンドウばかりになります。でも自然界には、こんなふうに白黒はっきり分かれない場合がとてもたくさんあるんです。

代表的な例が、オシロイバナやキンギョソウの花の色です。純系の赤い花と純系の白い花を交配すると、驚いたことに、両親のどちらにもなかったピンク色の花が咲きます。どちらか一方の遺伝子が相手を完全には抑えられなかったため、両親の中間の姿が現れたのです。

ピンクの花を見ると、昔の学者たちのように「両親の血や遺伝子が生地のように混ざって、元に戻らなくなったのでは」と考えてしまいがちです。これを混合遺伝説と呼びます。けれど、遺伝子は絵の具と違って、決して溶けて混ざり合うことはありません。

それを確かめる面白い方法があります。ピンクの花どうしをもう一度交配して、次の世代の子を見てみるのです。もし遺伝子が完全に混ざっていたなら、子もピンクの花ばかりになるはずです。

ところが実際には、赤い花1:ピンクの花2:白い花1の割合で子が生まれます。消えてしまったと思われた純粋な赤と白が、次の世代でそっくり復活するのです。遺伝子は混ざって消えるのではなく、独立した粒のようにそのまま保たれるというメンデルの分離の法則は、ここでもちゃんと働いています。

細胞の中の分子レベルで見ると、不完全優性の仕組みは意外とシンプルです。キンギョソウのような花でよく挙げられる説明では、色素の遺伝子は、じつは赤い色素を合成する「酵素タンパク質」の設計図だとされます。

赤の遺伝子を2つ持つ純系の花は、酵素を100%たっぷり作るので、濃い赤色になります。一方、白の遺伝子だけを持つ純系の花は、色素を合成する酵素をまったく作れないので、白いままです。

では、赤の遺伝子と白の遺伝子を1つずつ持つ雑種の花はどうでしょう。正常な設計図が1つしかないため、色素を合成する酵素をだいたい半分くらいの量しか作れません。赤い色素が少ししか作られないので、私たちの目には淡いピンク色に見えるわけです。つまり、遺伝子1つが作り出す産物の量(発現量)の違いが、中間の表現型を生み出しているのです。