鶏の熱ストレス耐性に関連する選択の全ゲノム解析

なぜ熱に強い鶏が重要なのか

地球の温暖化が進む中、家畜の快適さを維持することは科学的課題であると同時に経済的な必需品になりつつあります。鶏は羽毛の「コート」をまとい、汗腺を持たず、しばしば過密な鶏舎で飼育されるため、蒸し暑い気候に特に弱いです。本研究はシンプルだが強力な疑問を投げかけます：暑い気候でうまく生きる鶏と、暑さに弱いことで知られる一般的な商業品種のDNAにはどんな違いがあるのか？その答えは、温暖化が進む世界で食料供給と動物福祉を守る助けになる可能性があります。

世界の鶏と高まる熱負荷

研究者たちは大規模な国際的DNAデータベースを用い、アフガニスタン、イラン、パキスタン、インドネシア、および中国南部の複数地域からの152羽の在来鶏と、熱に弱いことで知られる高産卵品種のホワイト・レグホン49羽を比較しました。これら在来鶏は、温度と湿度の標準的指標である温度湿度指数（Temperature‑Humidity Index）が家禽に有害な熱ストレスを引き起こす閾値を定期的に超える地域に住んでいます。世代を重ねる中で、村や家庭の小規模群はその暑い環境に自然適応しており、より保護され集中的に改良されたレグホンと対比させるのに理想的な対象です。

ゲノムで適応の痕跡を探す

研究チームは、熱がゲノムに残した痕跡を探るために、全染色体にわたって何百万もの遺伝マーカーをスキャンしました。彼らは、生存や繁殖を高める有利な変異が高頻度になった領域である「選択スイープ」を見つけるため、いくつかの補完的な統計手法を用いました。ある手法は各ゲノム座位で在来群とレグホンの違いを見た一方、別の手法は各群内で失われた遺伝的多様性の程度や、同一のDNA配列が異常に長く続く領域を測定しました。複数の検定で強い信号を示し、かつ少なくとも半数の在来集団で確認された領域のみを採用することで、偶然のノイズを追う可能性を大幅に減らしています。

核心的な熱耐性遺伝子の特定

この厳密な探索により267の候補遺伝子が挙がり、さらに絞り込まれて113の高信頼候補が得られました。その多くは他の研究でも熱応答に関連付けられていたものです。そこから、暑熱環境の鶏に繰り返し選択の影響を受け、熱耐性に明確に結びつく14遺伝子が際立ちました。これらのうちいくつかは温度を感知したり細胞内外でカルシウムを移動させたりする分子“センサー”をコードしています。ほかには神経細胞の適応、心機能の維持、ストレス下での細胞内部骨格の再編を助けるものがあります。これらは総じて、高温が引き起こす混乱に細胞が対処するのを助ける連結したネットワークを形成しています。

カルシウムシグナル：体の熱警報システム

中心となるテーマはカルシウムでした。カルシウムは細胞が内的な警報や調整つまみとして使う帯電したミネラルです。TRPV1、TRPV2、TRPV3といった遺伝子は温度上昇で開く熱感受性チャネルをコードし、カルシウムが細胞内に流入することを可能にします。MCUやATP2B4はそのカルシウムをミトコンドリアや細胞内へ出し入れして管理し、CALM1やCACNB2はカルシウムのパルスを遺伝子活性や代謝、神経シグナルの変化へとつなげます。BDNF、PRKD1、TRAT1、SCIN、WIPF3、CDH23、NPSR1といった他の遺伝子は、これらのカルシウム信号を脳の可塑性、免疫防御、血管や組織の安定性に結びつけます。在来鶏とレグホンの間の主要な違いの多くは、これら遺伝子のタンパク質をコードする部分ではなく、遺伝子のオン／オフの強さやタイミングに影響するイントロンや近傍の制御領域といった非コード領域にあります。

隠れたスイッチとこれからの鶏づくり

本研究は、暑い地域における自然選択が鶏ゲノムの共通する「隠れたスイッチ」、特にRNAスプライシングやその他の遺伝子制御の層を司る非コード領域を調整してきたことを示唆します。対照的に、レグホンは長年の産卵量重視の育種により多くのストレス関連変異の別のバージョンが固定され、熱耐性が低下している可能性があります。一般読者への要点は、遺伝子そのものの違いだけでなく、遺伝子の調節の仕方における微小な変化が、暑さでぐったりする鳥と耐えて産み続ける鳥の差を生むということです。これらの遺伝的レバーを理解することで、高い生産性と内在的な熱耐性を兼ね備えた商業鶏の育種への道が開かれます。

引用: Hosseinzadeh, S., Rafat, S.A., Javanmard, A. et al. Whole genome analysis of selection associated with resistance to heat stress in chickens. Sci Rep 16, 11726 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41813-8

キーワード: 熱ストレス, 鶏の遺伝学, 気候適応, カルシウムシグナル伝達, 家畜改良