「接合」は、実験用に制御されていない場所で､バクテリアが遺伝物質を広く撒き散らす手段として､私達が初めて広範に研究した遺伝子転移の仕組みであった。それが確認されたのは１９４６年の事で､エール大学のヨシュア・レーデアベルクとエドワード・タツムによって、大腸内バクテリア「大腸菌」が、今ではプラスミドと呼ばれている円形のDNA因子を交換する､性にも似たプロセスを用いているのが発見されたときの事だ。
プラスミド（核外遺伝子）は遺伝子を含んでいる。だが、そのバクテリアの染色体からは切り離されている。染色体はバクテリアの生殖作用に必要となる遺伝子を含んでいて、プラスミドより大きい。（染色体も時折、「結合」により交換されうるが、それは、極端な条件下でのみありうることだ。）プラスミドは、逆境の中で生き残る確立を高める遺伝子を伝えることが多い。例えば、プラスミドは、自分自身を複製して、それを他へ転移さすのに必要な遺伝子を含んでいることに加えて、バクテリアが、ポリ塩化ビフェニル（PCB類）のような有毒化合物の毒害をかわしたり、水銀や他の重金属を毒性の少ない形態に変化させるたんぱく質の遺伝子を含んでいる。
研究の来歴から、微生物学者は、バクテリアをグラム陽性菌とグラム陰性菌の二つに分けている。これは、バクテリアがある特定の染料を保持しているかどうかによって分けられている。実験室での仕事でわかったのは、グラム陰性のバクテリア（染料の残っていない方のバクテリア）の場合、遺伝子情報の供与体バクテリアが、「線毛」という付属器を、その線毛に向けて受容器を見せているレシピエント･バクテリアへくっつけた時から「接合」が始まる。それから、「線毛」が手繰り寄せられる。供与体バクテリアも受容器も一緒に引き寄せられる。通常はたくさんの供与体が同時に自分の「付属器」を伸ばしてくるので、幾つもの供与体細胞が一つのレシピエントのもとに一度に寄り集まることができる結果として、「線毛」の伸長はバクテリア細胞を幾つもの固まりとして密集させるのである。密集が起きた後、架橋もしくは穴が供与体とレシピエントの細胞の間に形成される。そして、プラスミドが、架橋を通過して、供与体からレシピエント渡っていく。
「線毛」の中には、水中でも、固形の表面上でも、バクテリア細胞の密集を促しうるものがいる。一方、他の種類では、固い表面上でのみ効率的に密集体を引き起こすことができるものがいる。こうした相違があることは、調査研究者が遺伝子操作を施したグラム陰性バクテリアを水中に導入しようとする時、固形表面上でのみ密集体を引き起こす「線毛」を持ったバクテリア種を選ぶのが賢明であることを示している。
グラム陽性バクテリアの「接合」には、「線毛」関与していない。「接合」の前に、候補レシピエント側のグラム陽性バクテリアは、これから供与体になろうとするバクテリアに対して、バクテリア細胞を引き寄せるたんぱく質（これは凝集因子とも呼ばれる）を作るように促す物質を分泌する。細胞同志がつながると、ＤＮＡ転移に必要な、小孔を多数形成する。このため、調査研究者が、遺伝子組み替えを受けたグラム陽性バクテリアを他の陽性バクテリアが棲息する区域に放つために選ぶことがもしあるとしても、凝集因子を作り出せないようにバクテリアを変質させれば、設定された条件下での遺伝子転移の危険を減ずることができるだろう。
一般には､グラム陰性バクテリアとグラム陽性バクテリアは､自然界においては、水中でも陸上でも共存しているものであるが､それらが、プラスミドを交換する相手はもっぱら自分達のグループのメンバーに対してのみである。つまり、たいていの種類のバクテリアは、厳密に自分と同じ種のバクテリアとのみ交換するのである。しかし、プラスミドの中には､「らんこう」者がいて､全く関係のない種との間でもDNAを転移できるものがいる。全く関連がないというのは、グラム陰性と陽性のバクテリアの間で､或いは、バクテリアからイースト菌の細胞へ､はたまた、植物に対しても転移できるというのである。こうなると、明らかに「らんこう」プラスミドを持ったバクテリアを実験室の外で用いるのは､まずい選択である。
だが、「接合」は、本当に屋外調査が示しているように､警戒するに足りるほど自然界で頻発しているのだろうか。１９８０年代に環境バイオテクノロジーが出現して以来､ずっと、調査研究者は、水中でも陸上でも､そして、様々な植物や動物の中でも､多くの自然界の領域で「接合」が起きていることを証明してきた。 |
