同じ種類の植物でも、葉の大きさや育つ速さが違うことがあります。その違いを「遺伝子が違うから」とだけ説明してよいのでしょうか。フェノミクスは、生物に現れる特徴を幅広く測り、遺伝子や環境との関係を調べる研究です。
目次
表現型は、見た目だけではない
表現型、英語でフェノタイプは、生物に現れる形や機能などの特徴です。葉の形、体の大きさ、成長の速さなど、調べる対象はさまざまです。遺伝子型という遺伝的な特徴と、実際に現れる表現型は、同じ言葉ではありません。
フェノミクスは、表現型を包括的に調べる研究です。David Houleの論文でも、生物を理解するために、表現型を幅広く調べる重要性が論じられています。DNAの情報だけでなく、その情報を持つ生物がどのように育ち、働くかへ目を向けます。
植物の「育った」を、いくつかの特徴に分ける
説明のために、架空の植物観察を考えます。二つの鉢を見て、一方がよく育ったと感じたとしても、「よく育った」が何を意味するかは曖昧です。
- 背が高くなったのか。
- 葉の枚数が増えたのか。
- 一枚の葉が大きくなったのか。
- 茎が太くなったのか。
背の高さだけを見ると、ほかの特徴の違いを見落とすかもしれません。複数の特徴を測ることによって、同じ「育った」という言葉の中身が見えてきます。
遺伝子と環境を、一緒に考える
植物の特徴には、遺伝的な要因だけでなく、光、水、温度などの条件も関わります。遺伝子の違いを調べたいのに、育てた場所も違っていたら、結果の違いを一つの理由に決めにくくなります。
例えば、品種Aと品種Bを、それぞれ明るい条件と暗い条件で育てるという架空の比較を考えます。見る組み合わせは、A・明るい、A・暗い、B・明るい、B・暗いの四つです。品種ごとに環境への反応が違う可能性も、問いとして考えられます。
これは本格的な実験計画を示すものではなく、比較する条件を分ける発想の例です。実際の研究では、個体数や反復、測り方なども設計する必要があります。
一枚の写真より、変化の流れを見る
同じ日に同じ高さでも、昨日までの育ち方が同じとは限りません。早く伸びて止まった植物と、ゆっくり伸び続けている植物が、ある日に同じ高さになることも考えられます。
時間を追って測ると、状態だけでなく変化を調べられます。植物の写真を同じ条件で繰り返し撮ることは、こうした観察の入口になります。IPKの研究紹介にも、遺伝情報などの多様なデータを結びつけ、植物の特徴が生まれる仕組みを調べる取り組みがあります。
たくさん測るほど、測り方も大切になる
画像から葉の面積を比べたいなら、カメラの距離、角度、背景などが違うと、見かけの差が入り込みます。特徴を多く集めても、条件がわからなければ比較しにくくなります。
データには、何を測ったかだけでなく、いつ、どのような条件で測ったかも必要です。生物の測定とコンピューターによる分析のつながりは、バイオインフォマティクスの話とも重なります。
生物の特徴を、一つの数字へ急いでまとめない
フェノミクスを知ると、生物の特徴を「大きい」「強い」「育った」といった一語で片づけず、何がどう違うのかを考えられます。遺伝子、環境、時間、複数の特徴を合わせて見ることが、生物の多様な姿に近づく方法なのです。