保存された52,000年前のマンモスの皮膚から3Dゲノムマップを解明

Tokyo国際的な研究チームが、5万2000年前のマンモスの3Dゲノムおよび染色体構造を解明するという大発見を成し遂げました。古代のDNAからこれほど詳細な遺伝情報を得たのは今回が初めてです。彼らが調査した染色体は、通常古代サンプルで見られるよりもはるかに長く、今までにない詳細な情報を提供しました。

マムートの染色体は、死後すぐに凍結したため良好に保存されました。この凍結がDNAを完全な状態に保ち、科学者たちがその遺伝物質を詳しく研究することを可能にしました。

主な発見には以下が含まれています。

• マンモスの染色体は28本ありました。
• 化石化した染色体は、遺伝子調節に重要なナノスケールのループを保持していました。
• DNAは、マンモスの耳の後ろから採取された皮膚サンプルから抽出されました。

Hi-Cという手法を用いて、研究チームはDNAのどの部分が近くにあるかを特定しました。これにより、配列解析に先立っておおよその構造を把握することができました。「Hi-Cはゲノムの最終構造を推定するのに役立ちます」と、この研究に参加した構造ゲノミクスの専門家、マーク・A・マルティ＝レノムは述べました。研究チームは、現代のゾウのゲノムをモデルとして、この物理情報をDNAシーケンシングと組み合わせました。

化石化したマンモスの染色体は驚くほど良好に保存されており、詳細にわたっていた。研究者たちは、遺伝子の調節に役立つ小さなループさえも観察することができた。この組織を通じて、マンモスの皮膚細胞でどの遺伝子が活性化されているか、あるいは不活性かを特定することができ、遺伝子の調節に関する洞察を得ることができた。

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マムートの皮膚細胞の遺伝子活動は、アジアゾウのそれとは異なっていました。この違いには、マムートの厚い毛皮と寒さに耐える能力に関与する遺伝子も含まれていました。「はじめて、マンモスの組織でどの遺伝子が活性化しているか、または不活性であるかを知ることができました」とマルティ・レノムは述べています。

この研究はマンモスについて学ぶだけでなく、重要な意味を持っています。科学者たちは、エジプトのミイラや博物館の標本のような他の古代DNAサンプルを調査するうえでも役立つと考えています。「この研究は、マンモスを復活させるための取り組みにも関連しています」と古代DNAを研究する科学者、M・トーマス・ギルバートが述べています。

この発見により、科学者たちは歴史を新しい方法で研究できるようになりました。古代のDNA断片よりもはるかに大きい3D地図を提供することで、研究者たちは古代生物のゲノム構造や遺伝子制御を詳細に調べることができるようになりました。これは以前には不可能だったことです。

この綿密なマンモスゲノムの研究は、科学における大きな前進であり、絶滅した種の生物学と適応を理解する手助けとなります。まだ多くの課題が残っていますが、この研究は古代ゲノムの将来の研究に対する確固たる基盤を提供します。