史上最古のDNAを解読 マンモス進化の定説が変わる

日経ナショナル ジオグラフィック社

2021/4/10
ナショナルジオグラフィック日本版

寒さに耐える。100万年前、シベリアのトロゴンテリーゾウは、後のケナガマンモスの繁栄に寄与した低温環境に適応する遺伝子の多くをすでに持っていた。この復元イラストは、最新の研究で解読された最古のDNAから得た新たな知見に基づくものだ(ILLUSTRATION BY BETH ZAIKEN, CENTRE FOR PALAEOGENETICS)

科学者たちが古代のゲノム研究における従来の壁を打ち破り、史上最古のDNAの解析に成功した。そして、氷河期の北米大陸にいたコロンビアマンモス(Mammuthus Columbi)やケナガマンモス(Mammuthus primigenius)の進化の謎を解き明かす新たな扉が開かれた。

 これまでに配列を決定された最古のゲノムより倍近くも古い、100万年以上前のマンモスのDNAを解析した結果が2月17日付で学術誌「ネイチャー」に発表された。マンモスのゲノム配列が決定されたのは初めてではないし、この研究によってマンモスを復活させられるようになるわけでもないが、急速に発展している古代ゲノム研究の世界において、画期的な進展がもたらされたと言える。

 今回のDNAは、マンモス研究における伝説的存在であるロシアの古生物学者、アンドレイ・シェルが1970年代初頭にシベリアで発見した3本のマンモスの大臼歯から採取されたものだ。3本のうち最も新しい歯の年代は約50万年から80万年前で、古い方の2本は約100万年から120万年前と推定されている。これまでに解析された最古のDNAは、カナダのユーコン準州で発見された70万年近く前の馬の化石のものとされていた。

「100万年という見えない壁を破ることで、新しい『時間の窓』が開かれたというか、進化的観点における新たな展望が開けたように思います」と、論文の筆頭著者であるスウェーデン、ウプサラ大学の生命情報科学者、トム・ファン・デル・バーク氏は言う。同氏はこの研究を行っていた当時、ストックホルムにある古遺伝学センターに所属していた。

 今回の発見によって、マンモスの進化に関する科学的知見に驚くべき事実が加わった。まず、この古代のDNAは、北米の主要なマンモス種の一つであるコロンビアマンモスが、40万年から50万年前に交雑により誕生した種であることを強く示唆している。古い方のDNAの系統は、この交雑が起きるかなり前から存在していたことがわかったのだ。「脊椎動物のような高次の生物で、種の起源よりも古いサンプルが調査された例は他にないと思います」と、共著者である古遺伝学センターの遺伝学者、ロベ・ダレン氏は言う。

 DNAをさかのぼればさかのぼるほど、科学者たちは進化の仕組みについてより良く知ることができる。この研究の成功はまた、条件が完璧に整ってさえいれば、ひょっとすると数百万年単位で、進化の過去をより深く覗き見られる可能性を示唆していると、著者らは述べている(それ以上古くなると、おそらくDNAは再構築するには小さすぎるほどバラバラに壊れてしまう)。

 歯の分析が始まったのは、古遺伝学センターがロシア科学アカデミーからサンプルを受け取った2017年のこと。コロナ禍にはおなじみとなった防護服を身に着けて、遺伝学者パトリチア・ペチュネロワ氏(現在はデンマーク・コペンハーゲン大学の博士研究員)が率いるチームが、それぞれの骨から50ミリグラムずつ骨粉を採取した。これを溶液に浸し、少量のDNAを慎重に抽出する過程を経て、DNAはコショウの実ほどの液体に凝縮された。

「フェイスマスクとフェイスシールドを付けて、まるでまゆの中にいるようでした。汚染を最小限に抑えるためです」とペチュネロワ氏は言う。「たった1つの(ヒトの)細胞が試験管に入るだけで」サンプルが台無しになってしまう可能性があるのだ。

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