Research press release

【生物学】脊椎動物の寿命を予測する遺伝子「時計」

Scientific Reports

Biology: Genetic ‘clock’ predicts lifespan in vertebrates

遺伝子マーカーを用いて、さまざまな脊椎動物(絶滅種を含む)の寿命を正確に推定するモデルについて報告した論文が、今週掲載される。この「寿命時計」は、あらかじめ選ばれた42種の遺伝子のスクリーニングを行って、CpG部位の密度を調べ、それぞれの脊椎動物種の寿命を予測する。これは、短いDNA断片であるCpG部位の密度が寿命と相関していることに基づいている。

生物種の最長寿命は、定義が難しく、その長さは、種によって大きく異なっている。最長寿命が遺伝子によって制御されていることが以前の研究によって示唆されているが、これまでのところ、こうした違いの原因となる遺伝的バリアントは見つかっていない。

今回の研究で予測モデルを構築するため、Benjamin Mayneたちの研究グループは、寿命が分かっている脊椎動物種(252種)の参照ゲノムを用いて、寿命の予測に利用できると考えられる42種の遺伝子を突き止めた。そして、これらの遺伝子におけるCpG密度から脊椎動物(絶滅種を含む)の寿命を高い精度で予測できることが判明した。

Mayneたちは、アフリカゾウのゲノムと平均寿命(65年)を基準に用い、自らの予測モデルを使って、マンモスとアンティクースゾウの寿命をいずれも60年と推定した。また、現生人類、初期人類とチンパンジーのゲノムを基準に用いたところ、デニソワ人とネアンデルタール人の寿命は約38年と推定された。さらにMayneたちは、その予測モデルを使って、ピンタゾウガメやホッキョククジラのような長寿の動物種の寿命を推定できることを示した。こうした長生きの動物種は、観察者より長く生きることが多いため、寿命を推定する研究が困難になることもある。

Mayneたちは、以上の知見は、現生種と絶滅種の生態と進化、絶滅危惧種の保護、持続可能な漁業を研究する際に役立つ情報になるという見解を示している。

A model that uses genetic markers to accurately estimate the lifespans of different vertebrates, including extinct species, is presented in a study in Scientific Reports this week. The ‘lifespan clock’ screens 42 selected genes for CpG sites, short pieces of DNA whose density is correlated with lifespan, to predict how long members of a given vertebrate species may live.

Maximum lifespan for a species is difficult to define and can differ greatly between species. Previous research has suggested that it is controlled by genes but to date, no genetic variants have been found that account for these differences.

To build their model, Benjamin Mayne and colleagues used reference genomes of 252 vertebrate species with known lifespans to identify 42 genes that may be predictive of lifespan. The authors found that CpG density in the identified genes is highly predictive of lifespan in vertebrates, including extinct species.

Using the genome of the African elephant and its average lifespan of 65 years as a reference, the authors used their model to estimate that both the woolly mammoth and the straight-tusked elephant had a lifespan of 60 years. Using the genomes of modern and early humans and chimpanzees as references resulted in estimates for the lifespans of Denisovans and Neanderthals of around 38 years. The authors also showed that their model was able to estimate the lifespans of long-lived species such as the Pinta Island Tortoise and the bowhead whale, which can be challenging because these species often outlive their observers.

The findings may inform research into the ecology and evolution of living and extinct species, the protection of threatened species, and sustainable fishing, the authors suggest.

doi: 10.1038/s41598-019-54447-w

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週最新のNature 関連誌のハイライトを皆様にお届けいたします。

「注目のハイライト」記事一覧へ戻る

プライバシーマーク制度