スペインのマラガ大学（UMA）の研究者、フアン・パスクアル・アナヤ博士（Juan Pascual Anaya, PhD）の指導の下、7つの異なる国から40人以上の著者で構成された国際的な研究チームにより、脊椎動物の大きなグループで唯一、その種の基準ゲノムがまだなかったヌタウナギ（myxini、別名「hagfish」）の初のゲノム配列が決定されました。この発見は、2024年1月12日に「Nature Ecology & Evolution」誌で発表され、「Hagfish Genome Sequence Sheds Light on Early Vertebrate Genome Evolution.（脊椎動物の早期ゲノム進化に光を当てるヌタウナギのゲノム配列）」というタイトルの論文として紹介されました。これにより、脊椎動物の祖先に起こったゲノム重複（ゲノムが完全に複製される回数）の進化史を解読することができました。このグループには人間も含まれています。
「この研究は、脊椎動物の起源とそれらの最もユニークな構造、例えば複雑な脳、顎、および四肢に伴うゲノムの変化を理解するのに役立つため、進化および分子分野で重要な意味を持ちます」と、UMAの動物生物学部門の科学者であるアナヤ博士は説明しています。
この研究は、スペイン、イギリス、日本、中国、イタリア、ノルウェー、アメリカ合衆国を含む30以上の機関が参加する国際コンソーシアムによって行われ、東京大学、理化学研究所、中国科学院、バルセロナのゲノム規制センターなどが含まれています。
エコロジカルリンク
ヌタウナギは深海域に生息する動物群で、脅威を感じたときに放出する粘液の量で知られ、化粧品会社の研究の焦点となっています。また、海底での生態的なリンクとしての役割も持っており、例えば、死んだ後に海底に沈むクジラの死骸を除去することで、スカベンジャー（腐食動物）として機能しています。これまでそのゲノムは、大量のマイクロクロモソームとそれが含む繰り返し配列からなる複雑さ、および生物材料へのアクセスの困難さから、配列決定されていませんでした。
「さらに、これらのマイクロクロモソームは動物の発達中に失われるため、生殖器官だけが完全なゲノムを維持します」とアナヤ博士は言います。
ゲノム重複
この研究では、中国科学院との協力により、東アジアの沿岸に生息するEptatretus burgeriのゲノムが配列決定されました。これを達成するために、研究者たちは、染色体近接性の高度な技術（Hi-C）を用いて、そのゲノムの400倍に相当するデータを生成し、染色体レベルで組み立てることに成功しました。
「これは重要であり、たとえば、このゲノムとサメや人間を含む他の脊椎動物との遺伝子の順序を比較し、ゲノム進化における最も重要なオープンディベートの1つ、すなわちゲノム重複の回数と、異なる脊椎動物系統の起源中にこれらがいつ起こったかを解決することができました」と、UMAのアナヤ博士は付け加えます。
その後、顎のある脊椎動物と顎のない脊椎動物へと進化した系統が分かれ、それぞれが独自にゲノムを複数回重複させました。顎のある系統（人間を含む）はそれを二倍に、顎のない系統は三倍にしました。
進化のインパクト
さらに、理化学研究所の倉谷 滋 教授の研究室で行われた、非常に珍しいヌタウナギの胚のサンプルに基づいたゲノムの機能分析、そしてゲノム重複が各脊椎動物にどのような影響を与えたかについて、ブリストル大学のフィル・ドノヒュー博士（Phil Donoghue, PhD）と共同で行われた研究は、脊椎動物の進化史を理解する上で鍵となる多角的な研究です。
これは、脳の構造、感覚器官、または神経堤細胞など、脊椎動物の重要な特徴の出現を推進したと考えられるゲノムイベントに関する視点を提供します。これには、遺伝子のオン/オフを切り替えるスイッチの数が増えることによる、規制の複雑さの増加が含まれます。
写真：ヌタウナギ
