生物の遺伝情報はすべてゲノムに保存されていますが、これらの「構築指示」の長さは種ごとに異なります。科学者たちが初めてゲノム配列を解読した際に、南米肺魚は動物界で最大のゲノムを持っていることが判明した。この古代魚の DNA は 900 億塩基対を超えており、したがって人間のゲノムの 30 倍、以前の記録保持者であるオーストラリア肺魚の 2 倍の大きさです。
現在の陸上脊椎動物（両生類、爬虫類、鳥類、人間を含む哺乳類）はすべて、4 億 2,000 万年から 3 億 6,000 万年前に初めて陸地に進出した魚に似た生き物にまで遡ることができます。この共通の祖先は、呼吸するために泥だらけの土手の底と肺を横切って体を引きずり込むための強力な前足ひれを持っていました。肉鰭魚類 (Sarcopterygii) のグループに属するこの古代の四足動物に最も近い現存する近縁種はシーラカンスと肺魚であり、後者は陸上の脊椎動物に最も近縁です。 「生きた化石」である彼らとそのゲノムは、最初の上陸の時期についてさらに詳しく知ることができます。
南米肺魚には記録的なゲノムがある
オーストラリア肺魚（Neoceratodus forsteri）のゲノムは2021年にすでに解読され、両生類や他の陸生脊椎動物との驚くべき類似性が明らかになった後、ヴュルツブルク大学のマンフレッド・シャルトル率いる研究者らは、今回初めて、南米および西アフリカの肺魚のゲノム。しかし、チームは新しい世界記録にすぐに驚きました。なぜなら、南米肺魚（レピドシレン・パラドクサ）は900億塩基対を超え、動物界全体でこれまでに解読された最大のゲノムであることが判明したからです。
しかし、以前の記録保持者は 430 億塩基対を持つオーストラリア肺魚であるため、このタイトルは家族に残ります。しかし、南米の近縁種の約2倍であるゲノムには追いつけない。ヒトゲノムと比較すると、その大きさは30倍です。 「南アメリカ肺魚の19本の染色体のうち18本は、それぞれ約30億塩基を持つヒトゲノム全体よりも大きい」とコンスタンツ大学の上級著者アクセル・マイヤーは説明する。
繰り返しやジャンプが多い
いわゆる自律的トランスポゾンは肺魚ゲノムの巨大な成長に関与している。これらは「増殖」し、ゲノム内の他の位置にコピーを挿入する DNA の部分であり、これにより遺伝物質の成長が可能になります。これらのプロセスは他の生物でも起こりますが、南米肺魚ほど早くは起こりません。研究者らが発見したように、そのゲノムは過去 1,000 万年ごとにヒトゲノム全体のサイズにまで成長してきました。
「そしてそれは成長し続けています」とマイヤー氏は報告します。 「原因となっているトランスポゾンがまだ活動しているという証拠が見つかりました。これは、たとえば人間の DNA とは異なり、トランスポゾンを止める方法がほとんどないためである可能性があります。」南米肺魚には、通常トランスポゾンの拡散を制限する RNA の一種である piRNA のレベルが非常に低いです。シャルトル氏と彼のチームが報告しているように、ハイギョのゲノムにおける活発なトランスポゾン活性にもかかわらず、その遺伝子の配置は時間が経っても驚くほど安定しており、原始的なままである。彼らは現在、記録ゲノムを配列決定された他の肺魚の遺伝物質と比較することによって、さらにはその染色体セットの構造を再構築することによって、すべての陸生脊椎動物の共通の祖先についてさらに解明したいと考えている。
出典: コンスタンツ大学;専門記事: 自然、土井: 10.1038/s41586-024-07830-1
