地球上の全生命の設計図「ゲノム」を、一冊の巨大な生命の書として編纂する―。そんな壮大な夢が、科学者たちの手によって現実のものとなろうとしています。マンモスの復活からヒトの言語の起源解明まで、あらゆる生命科学の鍵を握るゲノム情報。しかし、これまでのゲノム地図の多くは、誤りや欠落だらけの不完全なものでした。この問題を根本から解決すべく、地球上の全脊椎動物の「ほぼ完璧なゲノム」を解読する「脊椎動物ゲノムプロジェクト」が、生命科学の未来を大きく変えようとしています。
このプロジェクトは、地球上の全脊椎動物約7万種のほぼ完璧なゲノムを構築することを目的とした、野心的な取り組みである脊椎動物ゲノムプロジェクト（VGP: Vertebrate Genomes Project）です。ロックフェラー大学の言語神経遺伝学研究室を率い、VGPの議長を務めるエーリッヒ・D・ジャービス博士（Erich D. Jarvis, PhD）は、このようなデータベースが保全生物学、進化生物学、基礎科学における変革的な進歩への道を開く未来を思い描いています。さらに野心的なことに、この取り組みは、地球上の全真核生物180万種の高品質ゲノムを解読するという、さらに壮大な挑戦「地球バイオゲノムプロジェクト（EBP: Earth BioGenome Project）」にインスピレーションを与え、今やその一部となっています。
脊椎動物の主要な「目」を代表する数百種に焦点を当てたパイロットプロジェクトの成功に続き、ジャービス博士、EBP議長のハリス・ルーウィン氏（Harris Lewin）らは現在、米国の領土内に生息するすべての真核生物種のゲノムを解読する計画を設計しています。
Rockefeller Newsは、ジャービス博士と、研究助教であり脊椎動物ゲノム研究所（VGL）の共同ディレクターの一人であるジュリオ・フォルメンティ氏（Giulio Formenti）に、すでに得られた教訓、米国種に焦点を当てたコンソーシアムの論理的根拠、そしてプロジェクトの次なる展開について話を聞きました。
Q: これは非常に大きな取り組みで、多くの側面と障害があります。最近、ヨーロッパの科学者たちが独自のパイロットプログラムを立ち上げるのを支援されましたね。このような野心的なプロジェクトのロジスティクスについて少しお話しいただけますか？
エーリッヒ・D・ジャービス博士（以下、EJ）: 世界中の種の高品質なゲノムアセンブリに対する緊急のニーズがあります。純粋に科学的な観点からは、世界のどこに由来するかにかかわらず、種の系統樹の一部を代表する種から配列決定を始めるのが最善です。しかし、多くの規制機関や資金提供機関は国境を意識します。国をまたいでの許可取得やその他の官僚的手続きは困難であることがわかりました。欧州連合の構造のおかげで、私たちはVGPから得た教訓を活かし、国々の間の煩雑な手続きに煩わされることなく、100種を対象としたパイロットプロジェクトを立ち上げるのを支援することができました。彼らは2000万ユーロの資金を得ました。
VGPではすでに500種以上を、EBPでは3000種以上（VGPの500種を含む）を解読しました。私たちが米国で提案しているのは、まず15,000種からです。
ジュリオ・フォルメンティ氏（以下、GF）: ヨーロッパのパイロットプロジェクトはコロナ禍に始まり、欧州グリーンディールがきっかけで実現しました。ヨーロッパは持続可能性を高める大陸全体の政策を確立したかったのです。そのため、生物資源や生態系資源を含む天然資源の保全が彼らにとっての最優先事項でした。
Q: ここでは生物の保全が大きな動機付けとなっているようですね？
EJ: 私たちが高品質で解読した最初の絶滅危惧種の一つに、飛べないオウムであるカカポがいます。古遺伝学センターのニコラス・デュセックス氏（Nicholas Dussex）とラブ・ダレン氏（Love Dalen）と協力し、島のカカポ集団は、通常なら小さな集団が耐えられないほどの近親交配を乗り越えて生き延びたこと、そして病気の原因となる有害な変異を除去する方法を見つけていたことを発見しました。このような情報は、どの種が近親交配に対して遺伝的に強い回復力を持っているか、またどの種が有害な変異を防ぐために介入を必要とするかを特定することにより、保全戦略に情報を提供することができます。
GF: 私たちはまた、種の復活（de-extinction）に取り組む組織とも協力しています。例えば、リョコウバトやケナガマンモスなど、前世紀に絶滅した種を復活させることに関心を持つ団体「Revive & Restore」や「Colossal」に高品質のゲノムを提供しました。これは間接的に絶滅危GLISH種の保全活動を支援するものです。
Q: 保全活動以外にも、このようなデータなしでは答えられない魅力的な科学的問いがたくさんありますね。これらのゲノムから他に何を学べるかお話しいただけますか？
EJ: まずは私自身の研究関心から始めましょう。私たちはVGPの初期段階で、発声学習能力を持つ全ての系統とその近縁種の代表を確実に解読しました。これらの高品質ゲノムを用いて、話し言葉を生み出した遺伝的変化に迫ることができるでしょう。
また、これらのゲノムを用いて、脊椎動物の系統における異なる神経細胞で発現する遺伝子を調べることもできます。これにより、鳥類や爬虫類が哺乳類の新皮質に見られる神経細胞と相同なものを持っているかという長年の問題が最終的に解決されるかもしれません。
Q: 米国を拠点とする国家版EBPプロジェクトの立ち上げについて言及されました。なぜヨーロッパのパイロットプロジェクトを拡大するのではなく、ここで新たな取り組みに集中することにしたのですか？
GF: 米国の領土内の種は日々絶滅しています。このプロジェクトを米国で軌道に乗せることは、ヨーロッパに追いつくことだけが目的ではありません。この国の天然資源を保護するのに役立つ国家的な優先事項なのです。
EJ: 科学にとっての巨大な利益を超えて、私たちの提案は特定の研究やプロジェクトに資金を提供するだけでなく、ここ米国に高品質ゲノム配列決定を中心としたインフラ全体を構築することを可能にします。それは非常にエキサイティングであり、この分野を変革するものとなるでしょう。
Q: 米国での取り組みの現状はどうですか？
EJ: 必要な資金が得られた場合、私たちはロックフェラー大学の脊椎動物ゲノム研究所を国立リファレンスゲノムセンターに変え、米国コンソーシアム全体のコア施設として機能させることを計画しています。そのコンソーシアムには、私、フォルメンティ氏、そしてもう一人のVGL共同ディレクターであるジェニファー・バラクー氏（Jennifer Balacoo）が率いるロックフェラー大学、アリゾナ州立大学、カンザス大学、米国の博物館、そしてゲノミクスと種の多様性の専門家たちが含まれます。米国の領土内に生息するすべての真核生物種について高品質のリファレンスゲノムを作成するためには、最大で60万種の配列決定を行う可能性があります。
Q: 資金調達は別として、米国のプロジェクトはどのような課題に直面していますか？
GF: 数十万もの高品質なサンプルを現場で収集し、配列決定できるまで保存し、そしてすべての配列決定を行うことは非常に困難です。特にサンプルが多様であるためです。甲虫の配列決定は哺乳類とは全く異なり、小さな生物から十分なDNAを抽出するのは非常に難しい場合があります。時にそれは不可能にさえ感じられます。しかし、ヒトゲノム計画を思い出すのです。一度標準化されたハイスループットのパイプラインを確立すれば、かつて乗り越えられないと思われたことが日常的になることを示してくれました。
Q: 資金調達の結果を待つ間、どのように前進していますか？
EJ: 草の根的な活動を通じてです。資金を持ち、私たちのコンソーシアムの方針に同意する人なら誰でも、私たちに高品質ゲノムを発注することができます。ただし、その結果が科学のために公に利用可能であることが条件です。例えば、誰かが100種の蝶のゲノムを要求しても、高品質のアセンブリや地球バイオゲノムプロジェクトへの参加を望まない場合、私たちはそのプロジェクトを受け入れません。ほぼ完全でエラーフリーのゲノムを作成するには専門的な技術が必要です。それは芸術なのです。このアプローチにより、私たちはすでにVGPの初期段階の80%を達成しました。
シロナガスクジラ（学名：Balaenoptera musculus）は、この取り組みの一環としてゲノム解読が行われた種の一つである。(Credit: NOAA’s Ark-Animals Collection)
