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DNAの半減期は521年

DNAは521年の半減期を持つ

遺伝物質を恐竜から回収するのは無理――だが考えられていたよりも長く存続する。

Matt Kaplan
10 October 2012


古生物学者モーテン・アレントフトは絶滅したモア鳥の骨を使ってDNAの半減期を算出した。M. Møhl

恐竜DNAの試料が現在まで残っているという主張を信じている研究者は少ないが、遺伝物質がバラバラに壊れるのにどれぐらいの時間がかかるかを正確に知る者はいなかった。いま、ニュージーランドで見つかった化石の研究がこの問題に終止符を打った――そしてティランノサウルス・レックスのクローン作成の望みはなくなった。

細胞死すると、DNA骨格を形づくるヌクレオチドのあいだの結合を酵素が壊しはじめ、微生物が分解を早める。だが、長期的には水との反応がほとんどの結合分解の原因になると考えられている。地下水はほぼあらゆる場所にあるので、埋まった骨試料のなかのDNAは、理論的には、一定の割合で分解するはずだ。

その割合を決定することは、意味のある比較をするための巨大なセットのDNA含有化石が見つかることが滅多にないために、難しかった。もっと悪いことに、温度、微生物攻撃の程度、および酸素付加などのさまざまな環境状態が分解過程の早さを変えてしまう。

しかしコペンハーゲン大学とモーテン・アレントフト(Morten Allentoft)とマードック大学(豪州、パース)のマイケル・バンス(Michael Bunce)率いる古遺伝学者たちは、モアという名の3種の絶滅巨大鳥類のものである、158本のDNAを含む脚の骨を調査した。骨は600から8,000年前までのあいだのもので、互いに5キロメートル以内の3ヶ所の産地から収集された。それらの保存状態は13.1℃という気温を含めてほぼ同一の条件だ。この研究結果はProceedings of the Royal Society B誌に今日発表された^1。

収穫逓減

標本の年代とDNA分解の程度を比較することで、研究者たちはDNAが521年の半減期を持つことを算出した。それは521年経つと、試料のDNA骨格にあるヌクレオチド間の結合の半分が壊れることを意味する。さらに521年経てば残りの結合の半分がなくなる。これが繰り返される。

チームは-5℃という理想的な保存温度にある骨の中でも、最大で680万年後には実質的にすべての結合が破壊されると予想した。DNAはもっと早くに読めなくなる――たぶんおよそ150万年も経つと、残っている鎖が意味のある情報を与えるには短すぎるようになるだろう。

「これは恐竜や琥珀に閉じ込められた古代昆虫からのDNAという主張が間違っているのではないかという多くの人が抱く疑いが正しかったことになる」とシドニー大学(豪州)の計算進化生物学者、サイモン・ホー(Simon Ho)は話す。だが、680万年は恐竜の骨の年代とはかけ離れているけれども――それは少なくとも6500万年前だ――「我々は現在約50万年前になっている最古の信頼できるDNA配列の記録を塗り替えることができるだろう」とホーは話す。

この最新の研究の中の計算はきわめて率直だが、多くの疑問が残っている。

「これらの結果が永久凍土や洞窟などのまったく違う環境でも再現できるのか非常に興味がある」とオタゴ大学(ニュージーランド、ダニーデン)の古遺伝学者マイケル・ナップ(Michael Knapp)は話す。

その上、研究者たちは年代の違いがモア骨試料のあいだのDNA分解における変動の38.6%の変動しか説明しないことを見いだした。「DNA保存に影響を与える別の因子が明らかに作用している」とバンスは話す。「発掘後の保管、土壌化学組成、そして動物が死んでからの時間までもが研究する必要のある寄与因子だと思われる」。

Nature News
DNA has a 521-year half-life
Matt Kaplan, 10 October 2012
Nature doi:10.1038/nature.2012.11555

原論文
Morten E. Allentoft, et al. 2012.
The half-life of DNA in bone: measuring decay kinetics in 158 dated fossils
Proc. R. Soc. B, Published online before print October 10, 2012, doi: 10.1098/rspb.2012.1745
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