70万年前の古代馬、ゲノム解読で記録を大幅更新
70万年前の化石となった馬の骨からゲノムの解読に成功し、古代DNA読み取りの記録が大きく塗り替えられた。次に、どの絶滅種の遺伝情報を読み取れるようになるのだろうか。
記録をはるかに過去へ
これまで完全に解読された最古のゲノムは、11万年前のホッキョクグマの顎骨から得られたものであった。しかし、コペンハーゲン大学のエスケ・ウィラースレフ(Eske Willerslev)とルドヴィック・オーランド(Ludovic Orlando)らによる研究により、記録は一気に過去へと遡ることになった。両氏が解明した30億文字のDNA配列は、約70万年前に生きていた一頭の馬のものだ。
2003年にカナダのシスルクリーク(Thistle Creek)で足の骨が発見されて以来、ウィラースレフとオーランドは大規模な国際研究チームとともに、古代馬のゲノム解読に取り組んできた。骨の年代は、同じ地層から出土した火山灰の年齢をもとに算出された。研究チームはさらに、現代の馬5頭、4万3000年前の馬、ロバ、そしてプルゼワルスキー馬のDNAについても解読を行っている。
純血の野生馬
各DNA地図を比較した結果、科学者たちはプルゼワルスキー馬が現代の馬に最も近い現存種であることを突き止めた。しかも、それは純粋な「野生」種であり、ゲノム地図からは家畜馬のDNAの痕跡は一切見つからなかったという。
また、ロバと馬の最後の共通祖先は、最終氷期以前の400万~450万年前に生きていたことも判明した。これは従来の推定より約2倍も古い年代である。さらに、過去200万年間の馬の個体数は、激しい気候変動の時期を中心に大きく変動していたことが明らかになった。
分解していくDNA
この研究が特筆されるのは、DNAが時間とともにゆっくりと分解されるためだ。細胞が死ぬと、DNAも徐々に崩壊していく。細胞の修復機構は停止し、ヌクレアーゼと呼ばれる酵素がヌクレオチド間の結合を切断していく。その後はバクテリアが分解を引き継ぐ。水や酸素が存在すれば分解はさらに加速し、高温環境では古代DNAの保存はほぼ望めない。
昨年、同じコペンハーゲン大学の研究チームは、DNAの半減期が521年であることを発見した。つまり、521年ごとにヌクレオチド結合の半分が失われていくことになる。理論上、DNAが最適な寒冷かつ乾燥した環境で保存されていれば、その生存限界は約680万年前後と推定される。ただし、実際に残存する量はごくわずかなため、実用上の限界は数百万年短くなるとみられる。
古人類のゲノム解読は実現するか?
DNA読み取り技術がますます高度化する今、今後どのような古代DNA地図が登場するのかが注目される。科学者たちは、ホモ・ハイデルベルゲンシス(Homo heidelbergensis)やホモ・エレクトス(Homo erectus)といった人類の祖先のDNA地図を熱望している。しかし、これらの種がDNA保存に適した低温環境となる北方寒冷地域まで進出していたかどうかは定かではない。
それまでは、4万4000年前の骨から解読されたネアンデルタール人のゲノムと、その近縁種であるデニソワ人(Homo denisova)のゲノムに頼るしかない。なお、永久凍土は現在急速に融解しており、遺骸が存在するならば早急な発見が求められている。
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