凍結されたラットの染色体がマウスの体内で復活した

絶滅撲滅企業Colossal Biosciencesが軌道に乗る可能性がある。科学者らが1年以上冷凍保存していたラットの染色体をマウスの生きた細胞に移植したところ、生きた細胞でマンモスの染色体を復活させることが可能になるかもしれない。次に、細胞の一部に余分なラット染色体が含まれる無傷のマウスを作成しました。

「技術を改良したら、ゾウの細胞で実験を開始します」と日本の山梨大学の若山照彦氏は言う。 「ゾウの染色体をマウス胚性幹細胞に挿入することができたら、ぜひマンモスで試してみたいと思っています。」

研究チームの当面の目標は、動物における絶滅した動物の遺伝子の活性を研究することであり、これにより、単に遺伝子配列を分析する以上のことが明らかになる可能性がある。しかし、この研究は保護と絶滅の取り組みにも役立ちます。たとえば、私たちは 2004 年に絶滅したハワイアン ポーリーと呼ばれる鳥の組織を凍結しました。生物学の特殊性により、この鳥を生き返らせるには染色体移植が不可欠であることがわかります。

動物のゲノムは染色体として知られる部分に分割されます。細胞が分裂するとき、これらの長い DNA 鎖は教科書で説明されている古典的な円筒形にしっかりと折り畳まれます。これらの凝縮染色体は、いわゆる「凝縮染色体」と呼ばれるもので、例えば、DNAが巻き付いているタンパク質に結合する抗体に色素を添加することによって、生細胞を損傷することなく可視化することができる。

若山教授の技術では、細胞核を抽出し、それを卵に注入して染色体の凝縮を誘導する。これは、クローン作成で使用される核移植技術に似ています。若山は、羊のドリーの誕生直後に、この技術を使用してマウスのクローンを初めて作成しました。

次に、染色体の分離を助ける酵素が、余分な核とともに卵子に注入されます。次に、単一の染色体が極小の中空針で抽出され、2 番目の卵子に注入されます。この卵子が胚に成長すると、胚性幹細胞と呼ばれる胚内のすべての細胞に余分な染色体が含まれるようになります。

マウスの染色体を追加してこの技術を開発した後、若山氏は緑色に光るように遺伝子組み換えしたラットでそれを試した。彼は、1年以上冷凍保存されていたこれらのラットのうちの1匹の尾から血球を抽出し、遺伝子組み換えラットから余分な染色体を含むマウス胚性幹細胞を作成することに成功した。

次に、これらの細胞を正常なマウスの胚に注入し、雌のマウスに移植して、細胞の一部にラットの染色体が含まれるキメラ動物を作成しました。これらの動物は通常のマウスのように見えますが、UV光の下では、これらの細胞の一部が元のラットの細胞と同じように緑色に光ります。

研究チームは、すべての細胞に余分なラット染色体が含まれるマウスの作製を試みたが、まだ成功していない。さらに、現時点では、この技術はラットの9番染色体でのみ機能しており、他の染色体が追加された場合、卵子は胚に成長しません。 「現在、成功率を高めるためにさまざまな方法を試しています」と若山氏は言う。

これは、他のラット染色体上の遺伝子の活性が胚の発生を妨害するためである可能性があります。もしそうなら、研究チームは哺乳動物の細胞の2本のX染色体のうちの1本を吹き飛ばすのと同じような方法で、追加された染色体上の遺伝子を無効化する試みをしなければならないかもしれない。しかし若山氏は、その必要がないことを望んでいる。

彼のチームはすでに、テストのために動物園から冷凍ゾウ組織のサンプルを入手している。若山氏はまた、ユカという名前の28,000年前のマンモスから細胞核を抽出して研究することができたチームに、マンモスの染色体に関するこの経験について話しています。

これらの細胞から単にマンモスのクローンを作ろうとするだけでは、DNA の損傷が多すぎるため、決してうまくいきません。しかし、若山教授は、個々の染色体を取り出して、生きた細胞で研究できるようになるかもしれないと期待している。

米国に本拠を置く非営利野生生物保護団体リバイブ・アンド・リストアのベン・ノバク氏は、「たとえ1件でも譲渡が成功すれば、非常に素晴らしいスタートだ」と語る。 「鳥類の胎児においては、この研究には多くの価値がある可能性があります。」それは、全鳥種の半数以上を含む大きなグループであるニワトリでは、皮膚や筋肉などの体組織を作る細胞が染色体を失っているためです。その余分な染色体は、卵子を作る生殖細胞にのみ保持されます。そして種

ハワイアン・プーレイは胎児の鳥であり、繁殖していない雄の組織のみが凍結されていたため、これを持ち帰るには、近縁種からの2つの染色体（生殖細胞のみに見られる染色体と雌の鳥のみに見られるW染色体）を追加する必要がある。 「部分的な雑種が生まれることになるが、種の再出現が可能になるだろう」とノバク氏は言う。

余分な染色体を持つ生きた動物を作成したのは和歌山が初めてではない。 2022年、日本の別のチームがダウン症を研究するためにヒトの21番染色体を加えたラットを作製した。しかし、この技術には広範囲にわたる遺伝子改変が含まれており、保存用途には望ましくない、または実現不可能です。

余分な生殖染色体は私たちが知っているよりもはるかに一般的である可能性があり、それはバイオバンクプロジェクトによって凍結された組織の多くがそれらを見逃している可能性があることを意味するとノバク氏は言います。