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「凍結乾燥」されたマンモスから抽出された3Dゲノム

2018年9月5日に撮影されたストックホルム大学提供のこの写真に見られるように、5万2000年前のケナガマンモスの皮がシベリアの永久凍土から無傷のまま発掘された。 約5万2000年前、シベリアのケナガマンモスの剥製は、極寒の環境にさらされ、自然に凍結乾燥し、DNA断片が固定された。 木曜日にジャーナルに掲載された研究によると 細胞科学者たちは、この驚くべきサンプルを使って動物のゲノムを3次元で再構築したと報告した。これは、絶滅した種に関する重要な新たな知見をもたらし、それらを復活させる取り組みを後押しする可能性のある画期的な成果である。 これまで、古代のDNA標本は短く、断片化された状態でしか発見されておらず、研究者が抽出できる情報量は大幅に制限されていた。 「少なくともある状況下では、DNAの断片だけが生き残るのではなく、元の配列が保存された形で生き残ることを私たちは今回示した」と、ベイラー医科大学の遺伝学者で共同執筆者のオルガ・ドゥドチェンコ氏はAFPに語った。 生物のゲノム（DNA の完全なセット）の 3D 構造を理解することは、特定の組織でどの遺伝子が活性化しているかを特定し、脳細胞が考える理由、心臓細胞が鼓動する理由、免疫細胞が病気と闘う理由を明らかにするために重要です。 非常に小さな粒子は急速に劣化するため、そのような情報は必然的に歴史の中に失われるだろうと長い間考えられてきました。 しかし約10年前、国際的な科学者チームが、DNAの3D構造がそのまま残っており、新しい分析技術で完全に再構築できる古代のサンプルの発見に着手した。 彼らの探求は、2018年にシベリア北東部で発掘された、非常に保存状態の良いケナガマンモスの標本にたどり着いた。 この毛深い厚皮動物（特徴的なマレットヘアの雌）が自然死したのか、人間に殺されたのかは不明だ。しかし、ドゥドチェンコ氏によると、初期の人類が彼女の皮を剥ぎ、頭、首、左耳の周りの組織はそのまま残したようだ。 マンモスジャーキー 研究チームは、皮膚が冷えて脱水し、ガラスのような状態になり、分子を所定の位置に閉じ込めて染色体、つまりDNA鎖を保持する糸状の構造の形状を保存したと仮説を立てている。 本質的には、彼らはフリーズドライされたマンモスのジャーキーの一部を発見したのです。 ジャーキーの耐久性をテストするために、研究室で作られたビーフジャーキーと店で買ったビーフジャーキーの破片を、古代のサンプルが何千年もかけて受けるであろう損傷をシミュレートする一連のテストにかけた。 「私たちはショットガンを撃ちました。車で轢きました。ヒューストン・アストロズの元先発投手に速球を投げてもらいました」と、論文の共著者でベイラー医科大学とライス大学の研究者であるシンシア・ペレス・エストラーダ氏は語った。 ジャーキーは小さな破片に砕け、時には窓ガラスのように激しく砕け散った。「しかしナノスケールでは染色体は無傷で、変化しなかった」とペレス・エストラーダ氏は声明で述べた。 彼らの研究による重要な発見の 1 つは、マンモスが 28 対の染色体を持っているというものである。この発見は、マンモスに最も近い現生の近縁種であるゾウの 28 対の染色体と一致しているが、「この研究が行われる前は、誰にも推測できませんでした」とドゥドチェンコ氏は述べた。 「化石染色体」 研究チームの分析では、マンモスの毛深さの原因と考えられる「候補」遺伝子もいくつか特定された。その中には、長くて太いまつ毛の原因遺伝子や、まばらな汗腺に関連する遺伝子などがある。 チームの共同リーダーであるベイラー医科大学のエレズ・リーバーマン・エイデン氏はAFPに対し、研究者の目標はマンモスを復活させることではないが、収集した情報はそうした取り組みに活用できる可能性があると語った。 日本のチームはマンモスのクローン作成を検討しており、一方、米国のグループは遺伝的に「マンモス化した」ゾウの作成を目指している。 皮膚内では「遺伝子の96パーセントは基本的にゾウと同じ活動状態にある」とエイデン氏は述べ、絶滅復活に取り組む科学者らは残りの4パーセントに集中できるようになったことを意味している。 研究チームは現在、この研究の恩恵が特別なサンプルをはるかに超えて広がり、他の「化石染色体」が発見されれば古遺伝学の新たな章が開かれることを期待している。 ドゥドチェンコ氏によると、北極の永久凍土は依然として調査対象として有望な場所であり、温暖な気候の古代文明のミイラにもゲノム構造が保存されている可能性があるという。 詳しくは： 52,000年前のマンモスの皮膚サンプルには3次元ゲノム構造が残っている。 細胞 （2024）。DOI：10.1016/j.cell.2024.06.002。www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00642-1…