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エレファント・シャークは、過去4億2千万年の間にほとんど変化していません。
エレファントシャークは、4億2千万年前からほとんど変化していません。
巨大な鼻を持つファンキーな外見のこの魚は、そのゲノム配列が決定された最も原始的な顎を持つ脊椎動物となりました。 エレファントシャークのDNA配列は、サメがなぜ軟骨性の骨格を持っているのか、人間や他の脊椎動物がどのようにして獲得免疫を進化させたのかを説明するのに役立ちます。
エレファントシャーク(Callorhinchus milii)は、キメラと呼ばれる軟骨魚類の中でも進化の早い部類に属し、サメやエイと近縁である。 オーストラリア南部やニュージーランドの深海を徘徊し、特徴的な鼻で砂に埋まった貝類を探している。
6年前、科学者たちはC. miliiを軟骨魚類の中で最初に配列が決定された魚として選びましたが、それはC. miliiのゲノムが比較的小さく、人間のゲノムの約3分の1の大きさだったからです。 “両生類、鳥類、哺乳類のゲノムは数多くありましたが、サメはありませんでした」と、シンガポール科学技術研究庁の比較ゲノム専門家である研究著者のByrappa Venkatesh氏は言います。
海のダンボ
エレファントシャークは初期の顎を持つ脊椎動物で、約4億2千万年前に硬骨魚類が出現して以来、ほとんど変化していないため、既知の脊椎動物の中では最も進化が遅い動物です。 “これは、比較ゲノム研究の重要な基準となります。
これまでに科学者たちは、8種類の骨のある魚と、ヤツメウナギと呼ばれる2種類の顎のない脊椎動物のゲノムを解読しました。 サメ、スケトウダラ、エイ、キマクラは、他の顎のある脊椎動物とは異なり、骨ではなく主に軟骨でできた骨格を持っています。 骨の形成にどのような遺伝子が関わっているかは分かっていたが、サメが骨形成能力を失ってしまったのか、それとも元々持っていなかったのかは不明だった。
今回の配列決定により、このグループのメンバーは、軟骨を骨に変えるプロセスを制御する1つの遺伝子ファミリーを欠いていること、そして、遺伝子重複イベントが骨のある脊椎動物の変化を生んだことが明らかになりました。
オレゴン大学（ユージン）の発生生物学者John Postlethwait氏は、今回の発見を「光明」と呼んでいます。
進化する免疫
C. miliiのゲノムは、ワクチン接種の基礎であり、人間や他の脊椎動物が新しい病原体を撃退するために必要な獲得免疫の進化に関する重要な疑問に答えるのにも役立ちます。 ゾウザメは、ウイルスに感染した体細胞を直接破壊するキラーT細胞を持っていますが、感染に対する免疫反応全体を制御するヘルパーT細胞は持っていません。
現在、北米のリトルスケート(Leucoraja erinacea)やスモールスポッテッドキャットシャーク(Scyliorhinus canicula)など、さらに多くの軟骨魚類の配列を調べる作業が進められています。
魚のヒレから手足がどのように進化したかを研究しているブラジル・パラ州連邦大学の進化生物学者、イゴール・シュナイダー氏は、今回の配列データを自身の研究に活用することを楽しみにしています。 “エレファントシャークのゲノムは、比較研究のための貴重なツールとなります」と語る彼は、「陸上生活に向けた遺伝的ステップ」の解明に役立つと期待しています。