ヒマラヤマーモットが高地で生き残る秘密

グラウンドホッグは、怠惰で怠け者であるという評判で特に知られている動物です。それは不思議ではありません。そうです、ヒマラヤマーモットなどのいくつかの種は、6か月以上冬眠することができます。ただし、注意してください。彼らは疲れているからそうするのではなく、彼らが住んでいる極端な環境条件がそれを必要とするからです。

実際、彼らはその生息環境の厳しさに由来する問題を見事に克服しており、最近、中国の西安交通大学の研究チームがこれらのトリックを検出して利用するために、彼らの完全なゲノムを解読した。敵対的な環境への適応の分子メカニズムを研究する。

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ほとんど人が住めない場所

アジアの一部の地域では、ヒマラヤマーモットが標高 5,000 メートル以上の高地に生息しているのが見られます。これは、極度の低温、最小限の酸素濃度、強い紫外線、少ない資源などの条件に耐える必要があることを意味します。その結果、彼らは半年以上を冬眠に費やしますが、一年の残りの期間も特に好ましいものではないため、進化的に適応するメカニズムを開発する必要がありました。

どのようにしてこれを達成したかを確認するために、これらの科学者らは、その結果がiScienceに発表されたばかりで、高地に適応したヒマラヤのマッハまたはマーモットの完全なゲノムを配列しました。次に、高地と低地の両方に生息する別の 20 標本の配列を決定し、最後に4 つの異なる種のマーモットの配列を決定しました。

しかし、彼らはまた、不眠時と覚醒時に遺伝子発現がどのように変化するかを調べる必要もあった。そのためには、ゲノムを解読するだけでは十分ではありません。これは、遺伝子のセットが固定されたものであり、生物体のすべての細胞内にある同一のツールで構成される箱のようなものであるためです。 RNA は、遺伝子に含まれる情報をリボソームに運ぶ仲介者であり、そこでメッセージが翻訳され、タンパク質が合成されます。ただし、それは各瞬間に発現している遺伝子からのメッセージを「受け取る」だけです。ツールの例えに戻りますが、各セルおよび各状況で必要なツールのみを使用してください。たとえば、視覚に必要な遺伝子やツールは皮膚の細胞にありますが、それらは必要ではないため、そこでは発現されません。このため、これらの研究者らは、関心のある 2 つの異なる状況でも RNA の配列を決定しました。

人生のレシピの新しい材料

候補遺伝子

ゲノム配列決定のおかげで、彼らは、マーモットには、生息に適応する高度に応じて、異なる進化を遂げた2つの遺伝子、 Slc25a14とψAampがあることを検証しました。このことから、両方とも低温と低酸素での生存に何らかの形で関連しているに違いないということになります。さらに、最初のものは神経保護の役割を持っていることが証明されており、これらの条件下で生き残るために非常に重要です。 2 つ目に関しては、極度に低い酸素濃度での新しい血管の過剰な成長を防ぐ保護戦略に関与していると考えられます。

RNAに関しては、塩基配列決定により、冬眠中の遺伝子発現の最大の変化が肝臓と脳の細胞、つまり血液凝固、脂肪酸代謝、幹細胞の分化に関与する遺伝子で起こっていることを検証することができた。

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これらすべてから、彼らの遺伝子は冬眠中に生成される脂肪貯蔵のニーズに対応する準備ができており、幹細胞は極度の寒さによって引き起こされた損傷を修復するために非常に効率的に機能できることが推測されます。さらに、氷点下に近い温度での冬眠には脳内で血栓が形成されるリスクがあることが知られているため、凝固機構を変更してこれが起こらないようにすることができます。

人間には、高地特有の極限状態に耐えるヒマラヤマーモットの優れた能力はほんの少しもありません。したがって、眠っている間に問題を解決するこの怠惰な小さな動物から、私たちは学ぶことがたくさんあります。