大きな秘密を持つ小さなシダがギネス世界記録に

ツメシプテリス・オブランコオラータ 南太平洋のフランス領ニューカレドニアに生息する、あまり知られていないシダの一種です。高さわずか 4 ～ 6 インチのこの地味な植物は、ある意味では世界で最も注目すべき生物です。

「あなたはその上を歩いてしまうでしょう。知らないうちに踏んでしまうかもしれません」と、英国キュー王立植物園の植物進化生物学者で上級研究リーダーのイリア・レイチ氏は言う。「しかし、その中には偉大な秘密が隠されているのです。」

最近、 T. オブランコ に入った ギネス世界記録 科学者チームが、この細いシダ植物が、知られている限りのあらゆる生物の中で最大のゲノムを持っていると判定した後のことだ。その細胞一つ一つの核には、1604億5000万の塩基対が詰め込まれている。これは、植物のDNAである渦巻く二重らせんのはしごの1604億5000万段に相当する。

T. オブランコ カリフォルニアの巨大なセコイアよりも多くの遺伝子を持っている（セコイア センパービレンス）または巨大なシロナガスクジラ（ムシバガ）の50倍のDNAを持っています。 賢い人そもそもDNAとは何かを解明した種である。その発見は 出版された ジャーナルiScienceに掲載。

「このゲノムの大きさを知ったとき、私たちは本当に驚きました」と、リーチとともにこの研究の共著者であるスペインのバルセロナ植物研究所の植物学者ジャウメ・ペリセルは語った。「この属に巨大なゲノムが存在することはすでに知っていましたが、 ツメシプテリス・オブランコオラータ これまでの記録を破ることになるだろう。」

ゲノムには、生物の成長と発達を方向付けるために細胞が必要とするすべての情報が含まれています。しかし、生命は、イケアやレゴの組み立てマニュアルのように、整然とした、手順が多いほど複雑になるような指示を与えてはくれません。そのため、小型のシダ植物には巨大な遺伝子コードが備わっているのです。

踏んでしまうかもしれない T. オブランコ 「知らず知らずのうちに」と植物進化生物学者は言う。 （写真：ポル・フェルナンデス、オリアーネ・イダルゴ）

ゲノムサイズを測定することは「ゲノムの複雑さやコーディング能力を測定する方法ではない」と、この研究には関与していないカリフォルニア工科大学の生物学者エリオット・マイロウィッツ氏は述べた。

ほとんどの植物や動物の細胞が持つ遺伝物質のうち、生物を構成する構成要素の作り方を直接指示するものはほんのわずかです。ヒトゲノムのうち、実際にタンパク質をコード化しているのは 2% 未満です。研究チームは、シダ植物の場合、そのゲノムの 1% 未満がタンパク質をコード化していると推定しています。

残りは非コード DNA として知られています。その非コード遺伝物質が何をするのか、そしてなぜ細胞がそれを運ぶのかを理解することは、進化生物学における最大の疑問の 1 つです。

半世紀前、 科学者は解雇された この非コード化物質を「ジャンクDNA」と呼んでいるが、この言葉は現在「我々自身の無知の反映」だと考えられている、とリーチ氏は語った。

「何もしないわけではない。ただ、それが何をするのかまだすべては理解できていないだけだ」と彼女は言う。

T. オブランコ 絡み合った枝や落ち葉の間にシダが生えています。

(ジェームズ・ペリサー)

近年、研究者らは、これらの非コード配列の一部を操作または削除すると、遺伝子発現に影響を及ぼすことを発見した。これは、これらの物質の少なくとも一部が、遺伝子のオンとオフを「切り替える」プロセスにおいて役割を果たしていることを示唆している。「オーケストラの指揮者が、誰がここに入って誰がここで静かにすべきかを指示するのと同じです」とリーチ氏は言う。

この複雑な遺伝子発現の演出により、私たち自身の種内および生物界全体における驚くべき多様性が生まれます。

「これらのゲノムがどのように機能し、構造化されているかを理解することは、この研究分野における究極のマイルストーンです」とペリサー氏は電子メールで述べた。「しかし今のところ、それは最初のページがどこにあるかもわからないまま説明書を読もうとしているようなものです！」

T. オブランコ を置き換える 以前のゲノム記録保持者と呼ばれる中程度の大きさの花を咲かせる植物 パリジャポニカ 1490億塩基対を持つ。遺伝子レベルではこれより強力なものがあるかもしれないが、植物学者は、これらの植物が生物が持つことのできるDNA量の上限に達していると考えている。

研究者がニューカレドニアでフォークシダを探しています。

（オリアーネ・イダルゴ）

「最大ではないとしても、かなりそれに近い」とリーチ氏はシダ植物のゲノムについて語った。「これほど多くのDNAを持つことには多くの結果が伴うため、生物学が対処できる限界に達していると思う」

生物は成長するために細胞を分裂させる必要があり、その前に細胞内のすべての DNA のコピーを作成する必要がある。巨大なゲノムのコピーには、時間、エネルギー、栄養素の大きな投資が必要であるとリーチ氏は指摘した。植物の場合、ゲノムが大きいほど成長が遅くなり、光合成の効率が低下する。

その結果、巨大なゲノムを持つ生物は、競争があまりない安定した環境で見つかる傾向があるとリーチ氏は言う。 T. オブランコ成長が遅い パリジャポニカ そしてその マーブル肺魚動物界最大のゲノム（約1300億塩基対）を保有しています。

残念ながら T. オブランコ急速に変化する気候の中で、安定した状態を得ることはますます困難になっています。

「彼らが安定し、物事が変化しない限り、いわば淘汰されることはない」とリーチ氏は語った。「環境が変われば、彼らは良い立場にいられなくなるだろうと私は予測する」