Research press release



メキシコサラマンダー(Ambystoma mexicanum、通称アホロートル)と扁形動物のプラナリア(Schmidtea mediterranea)のゲノムについて報告する2編の論文が、今週掲載される。これら2種類の生物の再生能力の遺伝的基盤を解明するための新たな手掛かりがもたらされる。


今回Elly Tanakaたちの研究グループが塩基配列解読を行ったアホロートルのゲノムは約320億塩基長で、ヒトゲノムの10倍もの大きさであり、これまでに組み立てられたゲノムの中で最大のものだ。Elly Tanakaたちは、将来の研究対象の候補として、再生中の四肢の細胞で大量に発現する遺伝子とマイクロRNA配列を挙げるとともに、多くの動物の発生に必須の遺伝子(Pax3)がアホロートルのゲノムに存在しないことを明らかにした。

一方、Jochen Christian Rinkたちは、約8億塩基長であるプラナリアのゲノムについて報告しており、これは以前に発表された概要ゲノムを改良したものだ。プラナリアのゲノムには、ヒトとマウスの124個の必須遺伝子が欠如しており、例えば、DNA修復に関係する遺伝子と細胞分裂時の正確な染色体の分離に役立つ遺伝子がない。


The genomes of the Mexican axolotl (Ambystoma mexicanum) and the planarian flatworm (Schmidtea mediterranea) are reported in a pair of Nature papers this week, shedding light on the genetic bases of the regenerative abilities of both organisms.

Axolotls are able to regenerate whole limbs, whereas planarian worms can regrow entire bodies even after being minced into hundreds of pieces. Understanding how this is possible has long been a goal of researchers, who seek the underlying genetic mechanisms.

At 32 billion bases long, the axolotl genome, sequenced by Elly Tanaka and colleagues, is ten times the size of the human genome, and is the largest genome assembled so far. The researchers highlight genes and microRNA sequences whose expression is highly enriched in the cells of regenerating limbs as candidates for further study, and show that Pax3, a gene that is essential for development in many animals, is absent in axolotls.

By contrast, the genome of the planarian worm, reported by Jochen Christian Rink and colleagues, is about 800 million bases long, and improves on earlier draft genomes for this species. Some 124 genes that are essential in humans and mice are absent from the worm genome, including genes involved in DNA repair and others that help chromosomes separate correctly during cell division.

Both genomes contain a high level of repetitive DNA sequences, a feature that made their genomes more difficult to analyse. The authors used a new computational method that, together with long-read sequencing, allowed for an improved genome assembly. Certain repetitive sequences, which are known to be involved in embryonic development and stem cell activity, have previously been linked to regeneration in the Spanish newt, so it will be intriguing to learn whether they have a similar role in these two model organisms.

doi: 10.1038/nature25473

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