卵に蓄えられた母性因子（ショウジョウバエのビコイド・ナノスの mRNA など）の分布と濃度勾配が位置情報となって体軸を決めることを使い、雌の遺伝子型で胚の表現型が決まる交配実験や細胞質の注入実験の結果から正しい考察を選べる
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受精前の卵の中には、母親の遺伝子からつくられた mRNA やタンパク質が蓄えられており、これを母性因子といいます。ショウジョウバエでは、卵の前方にかたよったビコイド mRNA と後方にかたよったナノス mRNA が、受精後に翻訳されてタンパク質の濃度勾配をつくり、これが位置情報となって頭と尾の方向（前後軸）を決めます。ここでは、母性因子のはたらきが「胚自身の遺伝子型ではなく母親（雌）の遺伝子型で胚の表現型が決まる」という特徴を生むことを理解し、交配実験や細胞質・mRNA の注入実験の結果を正しく考察できるようにします。
卵は母親の体内で、卵原細胞から一次卵母細胞を経てつくられます。この間に、母親の細胞（卵母細胞やそのまわりの細胞）の遺伝子が転写され、できた mRNA やタンパク質が卵の細胞質に蓄えられます。これが母性因子です。受精直後の胚はまだ自分の遺伝子をほとんど転写していないので、発生のはじめのしくみは、卵に蓄えられた母性因子、つまり母親の遺伝子型によって決まります。
ショウジョウバエの卵では、ビコイド遺伝子の mRNA は卵の前端に、ナノス遺伝子の mRNA は後端に局在しています。受精後これらが翻訳されると、ビコイドタンパク質は前端で濃度が高く後方ほど低い勾配を、ナノスタンパク質は後端で高く前方ほど低い勾配をつくります。胚の各位置の細胞核は、これらのタンパク質の濃度の違いから自分が前後のどの位置にあるかを知り（位置情報）、それに応じた遺伝子を発現させます。ビコイドタンパク質の濃度が高いところに頭部・胸部ができます。
このことから、次のような結果になります。ビコイド遺伝子の正常な遺伝子を 、はたらきを失った潜性の遺伝子を とすると、 の雌がつくる卵にはビコイド mRNA がないので、交配した雄が で胚の遺伝子型が でも、胚は頭部・胸部を欠いた異常な形になります。逆に や の雌の卵はビコイド mRNA をもつので、胚の遺伝子型が でも正常に発生します。また、 の雌の卵の前端に正常なビコイド mRNA を注入すると正常に近い胚に戻り、本来の後端に注入するとそこに頭部の構造ができます。これは、ビコイドが「そこを前にする」位置情報としてはたらくことを示しています。
問題の遺伝子が母性因子の遺伝子かどうかを確かめる（ビコイド・ナノスなど、卵に mRNA が蓄えられるものは母性因子）
母性因子の遺伝子なら、胚の表現型は胚自身の遺伝子型ではなく、卵をつくった母親（雌）の遺伝子型で決まることを使う
母親の遺伝子型から、卵に正常な mRNA があるかを判断する（雌が正常な遺伝子 を 1 つでももてば卵に正常な mRNA があり、 ならない）
注入実験では、注入した位置に因子の濃度の高い領域ができると考え、どこにどんな構造ができるかを判断する（ビコイド mRNA の濃度が高い所に頭部・胸部）
以上と照らし合わせて選択肢を判定する
ショウジョウバエのビコイド遺伝子について、正常な遺伝子を 、はたらきを失った潜性の遺伝子を とする。遺伝子型が の雌に、遺伝子型が の雄を交配させた。
この交配で得られる胚についての記述として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 胚の遺伝子型はすべて であり、すべて正常に発生する。
イ 胚の遺伝子型はすべて であるが、卵にビコイド mRNA が蓄えられていないため、すべて頭部・胸部を欠く異常な胚になる。
ウ 胚の遺伝子型は と が であり、 の胚だけが異常になる。
エ 胚の遺伝子型はすべて であり、正常な胚と異常な胚が で現れる。
選択肢の記号を答えよ。
まず胚の遺伝子型を求める。雌 の卵はすべて 、雄 の精子はすべて なので、胚はすべて である。これでウは除かれる。
手順 1: ビコイドは卵の前端に mRNA が蓄えられる母性因子の遺伝子である。
手順 2: したがって胚の表現型は、胚の遺伝子型 ではなく、母親（雌）の遺伝子型 で決まる。
手順 3: 雌は で正常な遺伝子をもたないので、卵に正常なビコイド mRNA が蓄えられていない。そのため胚の前端にビコイドタンパク質の濃度勾配ができず、すべての胚が頭部・胸部を欠く異常な形になる。
手順 5: すべて正常とするア、正常と異常が混じるとするエは誤りで、イが正しい。
答え: イ
胚の遺伝子型が なら正常な遺伝子 をもつので正常に発生するとしてしまう誤り。正しくは、ビコイドは母性因子なので、母親が なら卵にビコイド mRNA がなく、胚が でも異常になる
胚の遺伝子型が なら必ず異常になるとしてしまう誤り。正しくは、母親が なら卵に正常なビコイド mRNA が蓄えられるので、胚が でも正常に発生する
母性因子の表現型にもメンデルの分離比（例: ）がそのまま現れるとしてしまう誤り。正しくは、1 匹の雌が産んだ卵はすべて同じ母性因子をもつので、その雌の子の胚はすべて同じ表現型になる
ビコイドとナノスの位置を逆にしてしまう誤り。正しくは、ビコイド mRNA は卵の前端に局在して頭部・胸部の形成に、ナノス mRNA は後端に局在して腹部の形成にはたらく
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
ショウジョウバエの常染色体上にある遺伝子 と、その機能を失った潜性の対立遺伝子 について、次の実験 1・2 を行った。
実験 1 いろいろな遺伝子型の雌と雄を交配し、得られた胚（受精卵から発生した胚）の前後軸に沿った構造を調べた。結果は次の表のとおりである。
| 交配 | 雌の遺伝子型 | 雄の遺伝子型 | 得られた胚 |
|---|---|---|---|
| (1) | すべて正常 | ||
| (2) | すべて頭部と胸部を欠く | ||
| (3) | すべて正常 | ||
| (4) | すべて頭部と胸部を欠く |
実験 2 遺伝子型 の雌が産んだ受精卵に、正常な卵（ の雌が産んだ卵）の前端部の細胞質を注入した。前端部に注入した卵では、ほぼ正常な胚が生じた。卵の中央部に注入した卵では、中央部に頭部の構造が生じ、その両側に後方の構造が生じた。
実験 1・2 の結果からわかることとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。
ショウジョウバエの胚の前後軸の形成と体節の分化について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
ショウジョウバエの発生のしくみについて述べた文として誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。