ヌタウナギが明らかにする脊椎動物のゲノム進化 －脊椎動物進化の大イベント「全ゲノム重複」の時期を特定－

ヌタウナギが明らかにする脊椎動物のゲノム進化－脊椎動物進化の大イベント「全ゲノム重複」の時期を特定－

2024年1月29日 14:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇生命科学研究科　助教　上坂将弘

【概要】

理化学研究所（理研）开拓研究本部仓谷形态进化研究室のフアン?パスクアル?アナヤ客员研究员、生命机能科学研究センター形态进化研究チームの上坂将弘客员研究员（东北大学大学院生命科学研究科助教）、仓谷滋チームリーダー（开拓研究本部仓谷形态进化研究室主任研究员）ら、7カ国40人以上から成る国际共同研究グループは、顎（あご）のない脊椎动物である円口类^[1]の一种、ヌタウナギ^[2]のゲノムを初めて解読し、脊椎动物の进化で生じた2回の全ゲノム重复^[3]のタイミングを突き止めました。

本研究成果から、われわれヒトを含む脊椎动物がどのように进化してきたのか、その理解がさらに深まることが期待できます。

现生の脊椎动物は、ヒトなど顎を持つ顎口类（がっこうるい）と、ヌタウナギなど顎を持たない円口类に大别されます。両者はいずれも、祖先种のゲノム全体が重复し遗伝子が倍加する「全ゲノム重复」を复数回経て进化したと考えられています。

今回、国际共同研究グループは、日本近海に生息するヌタウナギのゲノムを详细に决定し、脊椎动物のゲノム进化をより正确に解析しました。その结果、最初の全ゲノム重复が约5亿3千万年前の初期カンブリア纪に、2回目の重复が、顎口类が円口类と分岐した后の约4亿9千万年前に顎口类の共通祖先で起きたことが示されました。また、円口类では约5亿年前にゲノムの3倍化が生じたことも明らかになりました。さらに、顎口类と円口类で起きたゲノム重复による进化への影响を调べたところ、顎口类ではゲノム重复が形态の多様性をもたらした可能性があるのに対し、円口类では、顎口类のような着しい形态の多様化は见られませんでした。これは、全ゲノム重复の形态进化への影响が予想以上に复雑であることを示唆する重要な知见です。

本研究は、科学雑誌『Nature Ecology & Evolution』オンライン版（1月12日付）に掲载されました。

ヌタウナギ（左）と脊椎动物进化における全ゲノム重复のタイミング（右）

【用语解説】

[1] 円口類
现在生存している顎のない脊椎动物であるヌタウナギ类、ヤツメウナギ类の総称。特にヤツメウナギの口器が吸盘状になっているため「円口类（颁测肠濒辞蝉迟辞尘补迟补）」と命名された。

[2] ヌタウナギ
円口類に属する顎のない脊椎動物の一群。細長い体型のため「ウナギ」と呼ばれるが、真骨魚ウナギ目の仲間ではない。脊椎骨が退化しているため、かつては脊椎動物の前段階の動物と見なされていた。ほとんどの種が深海に生息するため、生態や個体発生に謎が多いが、理研形態進化研究グループは、日本産の浅海性ヌタウナギ（Eptatretus burgeri）から世界で唯一、実験室内での胚の取得に成功している。眼は退化しており、粘液腺から粘液を放出し、捕食や防御に用いる。

[3] 全ゲノム重複
生物が持つ全遗伝情报であるゲノムが、そのまま倍化する现象。ゲノムにコードされている遗伝子も全て倍化し、新しい机能を持った遗伝子が生じる余地が生まれるため、生物进化の大きな駆动力になると考えられている。

详细（プレスリリース本文）