さまざまな理由から、ホオジロザメは海に生息する自然界のスーパーヒーローと見なす必要があります。彼らは大きくて強く、長生きし、傷を非常に早く治すことができ、まれにガンになることさえあります。しかし、これらの古代の巨人がスーパーヒーローのような特性をたくさん持っている可能性はどのようにありますか？科学者たちは今、ホオジロザメのゲノム全体を解読することで、その疑問に答えるために大きな一歩を踏み出しました。
Save Our Seas Foundationのサメ研究センターとフロリダのノバサウスイースタン大学のGuy Harvey Research Instituteの科学者が率いる国際的な研究者チームが、ホホジロザメのゲノム（Carcharodon carcharias）そしてそれを他のいくつかの脊椎動物種のゲノムと比較しました。チームは、白いサメが海のスーパーヒーロー（または、ふくよかなアシカの場合はスーパーヴィラン）である理由を説明する可能性のある、異常な遺伝的特性の富を発見しました。彼らの研究は、月曜日（2月18日）に全米科学アカデミーのジャーナルProceedingsでオンラインで発表されました。
遺伝的安定性が鍵
ホオジロザメのゲノムのシーケンスは簡単な作業ではありませんでした。ゲノムは人間のゲノムのサイズの約1.5倍である46億3,300万塩基対（DNAはしごの「横木」を構成する窒素含有分子）で構成されていました。 「それは非常に印象的な努力である」と研究に関与しなかったカリフォルニアの国立海洋漁業サービス南西漁業科学センターの海洋分子生態学者で研究者であるドビ・カセフは言った。
ホオジロザメのゲノムの60％近くが繰り返される遺伝子配列で構成されており、人間のゲノムで見られるものと似ています。ホオジロザメのゲノムの特別な点は、それらの反復領域の多くがLINEと呼ばれる遺伝子の特別なグループのコードであることです。
「これらは自分自身のコピーを作成してから、ゲノムのさまざまな場所にランダムに再挿入し、その過程で、修復が必要なDNAに二本鎖の切れ目を作ります」とニューヨークのコーネル大学の進化生物学者であるマイケルスタンホープは述べた。 。スタンホープは、ノバサウスイースタン大学の保全生物学者であるニコラスマーラとマムードシブジと共同でこの研究を共同で行いました。
DNAが頻繁に切断されるとゲノムが不安定になり、通常は最終的に癌につながる問題の原因となる遺伝子変異のリスクが高くなります。しかし、白いサメはそのようなゲノムの不安定性を回避する方法を進化させたようです。
研究者たちは、ホオジロザメのゲノムに、DNA修復遺伝子や腫瘍抑制遺伝子など、遺伝的安定性の維持に関与する多くの遺伝子が含まれていることを発見しました。また、研究者がホオジロザメの安定性遺伝子を他の脊椎動物の類似遺伝子と比較したところ、遺伝子配列に小さな変化が見つかり、ホオジロザメのこれらの遺伝子に対する進化的適応の特定のパターンが示唆されました。
「それをホホジロザメのゲノムの安定性を維持する上でこれらの遺伝子の役割を微調整すると考えてください」とスタンホープは言いました。
人々はサメの癌発生率が他の動物よりもはるかに低いと推測していますが、「確かにそれを言うための実際のデータは多くありません」とカセフ氏は語った。それにもかかわらず、特別に適応された安定性遺伝子の豊富な存在は、潜在的な癌耐性を説明することができます。
「癌を予防したいのなら、ゲノムの安定性を維持する必要がある」とスタンホープ氏は言う。これは遺伝子変異を避けることを意味する。過剰な突然変異の蓄積は癌につながりますが、サメのゲノムはそれを防ぐように特別に設計されているようです。 「しかし、これらは私たちが実験室でテストしなければならないことですが、実際に知るには」と彼は言った。
スタンホープ氏はまた、ホオジロザメがガンにかかるのを防ぐために遺伝的に適応している可能性があるとしても、「代替医療」の支持者が主張するものにかかわらず、サメ製品を摂取することでヒトのガンにかかるのを防ぐことができるとは限らない。
そして、彼らの他の特殊能力…
遺伝学はまた、ホオジロザメのもう1つの超大国である、すばやく治癒する能力を説明するかもしれません。チームは脊椎動物の創傷治癒過程で重要な役割を果たすことが知られているいくつかのホオジロザメの遺伝子を発見しました。そして、安定性遺伝子と同様に、ホオジロザメの創傷治癒遺伝子は同じ種類のポジティブな進化的選択圧力下にあり、これらの有益な形質の数が増加する傾向があることを意味します。
「また、他の脊椎動物と比較して、ホオジロザメの創傷治癒とゲノム安定性の両方の遺伝子が豊富であることもわかりました」とスタンホープ氏は語った。つまり、ホホジロザメのゲノムは、他の脊椎動物のゲノムで見られるものと比較して、これらのタイプの遺伝子の割合が高くなっています。
チームはホオジロザメの多くの能力に関与している可能性のある多くの遺伝子を発見しましたが、ゲノムでは明確に説明されていない特徴が1つありました。それは、サメの敏感なスニファーです。
サメは嗅覚が鋭いことで知られているため、研究者たちは、他の脊椎動物の効果的な神経節の原因となる遺伝子である、嗅覚受容体（OR）遺伝子を数多く発見することを期待していました。しかし、ホホジロザメのゲノムには、これらの遺伝子が非常にわずかしか含まれていませんでした。代わりに研究者が発見したのは、鋤鼻器遺伝子と呼ばれる遺伝子の別のカテゴリーでした。スタンホープ氏によると、これらの遺伝子はにおいの知覚にも関与している可能性があるが、通常はOR遺伝子ほど豊富ではないという。しかし、ホホジロザメのゲノムには、12を超える鋤鼻器遺伝子が存在するため、研究者たちは、これらの遺伝子がホオジロザメの嗅覚を駆動しているのではないかと示唆しています。
「私たちはまだ表面を引っ掻いているところにいますが、このゲノム配列があることで、これらの質問にさらに詳細に取り組むための出発点になります」とカセフ氏は語った。この研究は間違いなく他の種についての質問にも答えるのに役立つだろうと彼は付け加えた。 「ホオジロザメのゲノムを理解することは、ホオジロザメにとって重要であるだけでなく、足場、または関連する種を理解するための出発点でもあります。」
ホオジロザメは世界で最もよく知られている海洋生物の1つですが、人々が恐怖と貪欲から狩り続けているため、その個体数は苦労しています。 「人々はこれらの画像を映画やテレビ番組でこれらの殺人機として描写している」とカセフ氏は語った。しかし、現実には、人間がサメを殺すよりもはるかに多くのサメを殺しているのです。
「人間は愚かな、偽の薬の理由で、世界中で毎年何百万ものサメを殺している。フカヒレのスープや、本当に悲劇的なあらゆる種類の理由で」とスタンホープ氏は語った。研究者たちは、彼らの研究がより多くの人々がこれらの古代の脊椎動物がどれほど特別であるかを理解するのに役立つことを望んでいます。
「人々がこれらの動物の驚くべき生物学的適応を認識し、その結果、彼らに大きな感謝を示すことを望んでいる」とスタンホープは言った。
