マンガdeひもとく生命科学のいま ドッキン！いのちの不思議調査隊 第4話

四半世紀前に始まった「マンモス復活プロジェクト」

マンモスって聞いたことがあるかな？図鑑で一目見て気に入っちゃった！
ゾウに似た動物で、大きな牙と長い鼻を持っている。寒冷地に適応するために全身が長い毛でおおわれているケナガマンモスの場合、オスの体長は5～6メートル、肩高は3.5～4メートル、体重は最大10トンと推定されている。すごい迫力だろうな。ケナガマンモスは約40万年前にシベリアに現れ、今から4000年ほど前に絶滅してしまったそうだ。

想像上の動物じゃないという証拠には、シベリアの永久凍土地域の海岸や河川沿いで、永久凍土がとけて（「融解」というんだって）、大きな牙や骨がしばしば見つかるから。まるまる一頭見つかったこともあって、世界各地の博物館で骨格標本や復元標本が展示されているよ。

このマンモスを、ゲノム編集技術やクローン技術など最新の生命科学の力を使って、現代に復活させようというプロジェクトが1990年代後半ごろから始まった。加藤先生が所属する近畿大学でも、1996年からロシア北東のサハ共和国と共同で、マンモス復活プロジェクトをスタート。加藤先生もスタート当初からこのプロジェクトに参加したんだって。小中学生のころから化石が大好きだったという加藤先生は、マンモス復活というテーマにわくわくしたそうだよ。

クローンマンモスをつくるには！

ではいったいどのようにしてマンモスを復活させるのだろう？
プロジェクトチームの作戦は、発掘されたマンモスから細胞核を取り出し、核を取り除いたゾウの卵子に注入、この卵子に刺激を与えて活性化させ、分裂が始まったところで、ゾウの子宮に戻して、ゾウを代理のお母さんとしてクローンマンモスをつくろうというもの。

でも当初は、状態のよいサンプルが手に入らなくて苦労したそうだ。2度目に遠征したときに「マンモスの皮膚だ」といわれて持ち帰ったものの、DNAを調べたらケサイ*だったということがわかってガッカリしたこともあったんだって。

*ケサイ：マンモスとともに、氷河期にシベリアやヨーロッパ北部、中国東北部に生息していたサイ。全身に長い毛がはえていた。ケブカサイとも呼ばれる。

2002年にマクスノーハ河岸で加藤先生たちが発掘したマンモスの脚は、見込みがありそうに思えたけれど、このときはマンモスの組織から取り出した細胞核を卵子に注入しても、何の変化も起こらなかった。

残念ドキ…。

永久凍土の中は、家庭用冷蔵庫の冷凍庫より劣悪？

そもそもマンモスが眠っている永久凍土って、どんなところなんだろう？
永久凍土とは、「2年間以上、温度が0℃以下を保っている大地の状態」のこと。すごく寒いところだと思ってたけど、先生によると「たとえばヤクーツクの2月はマイナス35℃ですが、夏になるとTシャツ1枚で過ごせるし、川で泳げます」とのこと。寒暖差がかなり大きいんだね。

マンモスがしばしば発見される北極海沿岸のチクシの年平均気温はマイナス12.7℃だけれど、地下のほうが暖かいから、マンモスが2－3メートルの地下に埋まっていたとすると、そこはマイナス5℃－10℃といったところらしい。でも、この温度ではタンパク質や脂肪が酸化するほか、細胞内の水が移動し、脱水が進んでしまう。家庭用冷蔵庫の冷凍庫内の温度はマイナス20℃ぐらいで永久凍土の地中より低いけれど、1年前の肉など、冷凍庫の臭いがついて、固くてパサパサの肉になってしまってちっとも美味しくないことを考えてみて。これが1万年前の肉となると…。クローンでの復元はかなり厳しい挑戦だということがわかるよね。

ロシア連邦サハ共和国のバタガイカクレーターの崖。写真の崖の高さは15ｍぐらいだが、高いところでは100ｍ近くあるという。表面が光って見えているのは永久凍土がとけて水が表面に出てきているため。

サハ共和国ベルホヤンスク地区ユニュゲンのマンモス発掘現場。川の水をくみ上げて永久凍土をとかし、洞穴のようになっている。中からマンモスのほぼ1頭分の骨と、大きな皮膚が見つかった。

ユニュゲンで、マンモスハンターたちがマンモスの牙を掘っているところを訪問。ケサイの頭蓋骨がごろごろと転がされてあったという。加藤先生が手に持っているのはマンモスの歯。左奥の青いシャツの人は、当時のマンモス博物館の館長、セミヨン・グレゴリーエフ博士。

ユニュゲンで、マンモスセメタリー（マンモスの墓場）と言われるほどマンモスや他の動物の骨がたくさん出るところ。加藤先生が持っているのはマンモスの大腿骨。左はフジテレビの阿部ディレクター。
写真提供：加藤先生　いずれも2018年夏撮影

状態の良好な「Yuka」の発見

2010年8月、きわめて状態のよい子供のマンモスが発見されたという情報がプロジェクトに届いた。ユカギルという土地で発見されたことから、名前は「Yuka」。
「2012年2月に現地に飛んで見せてもらったのですが、2002年の肉は黒っぽかったのに、ピンク色。骨髄のある大腿骨も残っていて、今度こそ、いけそうだ！と思いました。サハ共和国科学アカデミーと学術協定を締結したあと再訪問し、Yukaの肢の筋肉をドリルで採取し、40本ほどのサンプルチューブに入れて、日本に持ち帰りました」と加藤先生。

いよいよ、本格的な研究が始まったドキ！

凍土から発掘されたYuka。手前側が臀部。毛も残っている

採取したYukaの肢の筋肉はピンク色だった
写真：近畿大学生物理工学部提供

マンモスの化石の細胞核が動いた！

近畿大学マンモス復活プロジェクトのメンバーが、それぞれの専門分野を生かして、マンモス復活への挑戦をスタート！　主なメンバーは、加藤先生のほか、進化生物学が専門の宮本裕史（ひろし）先生、生殖生物学が専門の三谷匡（みたに・たすく）先生、タンパク質の解析が専門の永井宏平先生、発生工学が専門の安齋政幸先生、そして受精やその後の発生過程のライブセルイメージングが専門の山縣（やまがた）一夫先生ドキ。

研究の手順はというと…

(1) DNAを調べる
採取した組織片のゲノム情報を調べて、すでにわかっているマンモスや、アジアゾウなどと比較し、マンモスの肉だということを確認。

(2)放射性炭素年代測定
放射性炭素年代測定とは、天然の放射性同位体元素である炭素14 (¹⁴C) が、一定の速度で減少し5730年で半分になる性質を利用して、過去の生物の遺骸などに含まれる¹⁴Cの量を調べて年代を決定する方法。Yukaの筋肉に含まれている¹⁴C を調べたところ、約2万8000年前のマンモスだとわかった。

(3)タンパク質は残っているか？
どんなタンパク質が残っているかを質量分析器で調査したところ、これまでの研究の約6.5倍、869種類ものタンパク質を発見できた。その中には染色体を構成する「ヒストン」や核膜の材料となる「ラミン」もあり、遺伝情報が詰まっている細胞核が残っている可能性が高いことがうかがえた。

(4)細胞核を取り出す
状態がよいといっても、脱水された状態の組織片から細胞核を傷つけることがないように、うまく取り出さなくてはいけない。そこで、乾燥した肉であるビーフジャーキーから細胞核を回収する予備実験を行って、最終的に43個の細胞核を取り出すことができた。

(5) マンモスの細胞核をマウスの卵子に注入
取り出したマンモスの細胞核をマウスの卵子に注入し、標識となる蛍光マーカーを入れて、数時間培養してどのような変化が起こるかを観察。マンモスの細胞核の一部が分離してマウス卵子の核に取り込まれ、細胞分裂の直前まで進む状況が確認できたんだって。すごいドキ！

マンモスの動く細胞核の動画

右側の緑で囲まれたオレンジ色のものがマウス卵子の核（オレンジ：染色体、周囲の緑色：紡錘体）。左のオレンジ色のものが注入されたマンモスの核、上に緑色の紡錘体ができている。紡錘体の左上にあるオレンジ色のものは、マンモスの核から分かれたマンモスの核の一部。（動画開始すぐ）

マウスの核が分裂しようとしている。マンモス核の上、マウス染色体の左にあるオレンジの点は、マンモスの核から分かれたマンモスの核の一部。緑色の紡錘体に囲まれている。（開始から3秒付近）

マウスの核が2つに分裂した。上の右と左に分かれたオレンジ色の強い部分。マンモスの核は下でやや膨れたようになっている。マンモスの核の上にあるオレンジの点はマンモスの核から分かれたマンモス核の一部。まだ紡錘体に囲まれている。（開始から8秒付近）

マンモスの核から分かれたマンモスの核の一部（白円内）が、矢印方向の左側のマウス核に取り込まれる。（開始から9秒付近）

左側のマウスの核は、マンモスの核を取り込んだまま、大きくなっていく。（開始から15秒付近）
図版と動画：近畿大学生物理工学部提供

マンモスプロジェクト2へ

この研究では、マンモスの化石に生命の機能がわずかに残っていたことを示すことができたけれど、残念ながら細胞分裂まで進むことはできなかったんだって。2万8000年もの時間が経っていて、マンモスのDNAがかなり傷ついていたためらしい。

では、これからもさらに状態のいいマンモスが手に入るのを待つのか？というと、それは難しいと加藤先生たちは考えている。Yukaほど状態のよいマンモスでもダメだった。これ以上のものが発掘されることを期待する運だのみでは研究は進められない。
もう一つ、ゾウを代理母にしてクローンをつくることも倫理的に困難になっている。ゾウもいまや絶滅危惧種であり、ゾウの妊娠期間は2年と長く、排卵周期は16週だが、妊娠や授乳のために排卵は5年前後止まってしまう。ゾウが誕生する貴重な機会をマンモスの代理母にすることで奪ってしまうと、いま生きているゾウの絶滅の危機を加速させてしまうんだね。

今後の作戦は、マンモスの遺伝情報やタンパク質情報を研究して、合成生物学という方法でマンモスのゲノムを合成、ゾウの細胞のゲノムと入れ替えたりして、マンモスの新たな培養細胞＝ネオマンモス細胞をつくる。そして、ネオマンモス細胞をiPS細胞の技術を使って初期化して、未分化の細胞から卵子と精子をつくりだし、受精させることでマンモスの胚ができる。哺乳類は母親の子宮が必要なので、雌ゾウのかわりとなる人工子宮を開発してマンモスの胚を育てようというもの。
プロジェクトチームは、この作戦を「マンモスプロジェクト2」と名づけ、新たな技術を磨いていこうと考えているんだって。

他の国に、マンモス復活をめざしている研究者はいるのか？

世界でマンモス復活をテーマに研究している研究者は近畿大学の他に2グループあるという。
一つは、クローン技術の世界的な専門家である元ソウル大学の黄禹錫（ファン・ウソク）教授の研究グループ。2016年にヤクーツクの北東連邦大学と共同でマンモス復活をめざすという報道が出たものの、その後、論文やニュースが出てきていないんだって。でもクローンを成功させるためには、Yukaよりさらに保存状態のよいマンモスの化石が手に入らないと無理だし、見込みは薄そう。

もう一つが、ハーバード大学メディカルスクールのジョージ・チャーチ教授の研究グループ。こちらはマンモスをシベリアに復活させようと、2021年9月に「コロッサル」という企業を立ち上げ、創業資金として1500万ドル（約16億5000万円）集めたと発表して話題を呼んだ。チャーチ教授の作戦は、マンモスのクローン作製ではなく、最新のゲノム編集技術を使って、アジアゾウの培養細胞の遺伝子を編集して、例えば寒さに強いとか、毛の色や長さなどマンモスの性質をつくる遺伝子を入れること。つまりマンモスそのものではなく、「マンモスに似たゾウ」ができあがるってわけ。

でも仮にそれが成功したとしても、かつてマンモスが生息していたころと今では、自然環境が大きく違うし、マンモスを放すと生態系への影響も計り知れない（なにしろ、1頭のマンモスが生きていくためには1日あたり100kgもの草を食べ続ける必要があるし、ゾウと同じような暮らしだとすると、群れで暮らしていかなくちゃならないんだから！）。

絶滅動物を復活させる研究の意義とは

では、マンモスを復活させようという研究の意義はどこにあるのだろう？
一つには、これを研究する過程で開発された技術が、いま絶滅しかかっている動物に生かせる可能性があること。たとえばキタシロサイは現在母と娘の2頭だけしか残っていないけれど、体細胞をiPS細胞にして卵子と精子をつくり受精させる方法が、キタシロサイを絶滅から救ってくれるかもしれない。また、明治時代に絶滅したといわれるニホンオオカミの剥製からゲノム情報を取り出し、個体を再生することができれば、いま増えすぎて食害が問題になっているシカやイノシシを適正な数にコントロールできるようになるかもしれない。
「とはいえ、マンモスプロジェクト2は始まったばかり。まだまだ時間がかかりそうで、ぜひ、若い人にバトンを引き継いでもらいたいですね」と加藤先生はおっしゃってるドキ！

マンモスや絶滅動物の復活に興味のある人におすすめ！

先生にこの分野に興味のある人におすすめの本を紹介してもらったドキ。

福田正己/著
『マンモス ―絶滅の謎からクローン化まで― 』

（誠文堂新光社　2017年7月刊）

著者の北海道大学名誉教授福田正己先生は永久凍土の専門家。シベリア調査中にマンモスの脚を発掘、その巨大さに魅せられ、なぜマンモスが絶滅したのかに興味を持ったという。この本は、マンモスとはどんな生き物か、シベリアの永久凍土とはどんな土地で、なぜマンモスが発見されるのか、かつてマンモスが生息していた頃はどんな環境だったのかを解説。そのうえで、マンモスが絶滅した理由として、①過剰狩猟説、②気候変動説、③ウイルス蔓延説、そして第4のシナリオとして「複合説」を提示、謎を探究していく。また、マンモス復元の是非や、マンモスの肉はウマいのか？というテーマでマンモスハンターの生活や先史モンゴロイドの暮らしを紹介するなど多彩な内容だ。第60回「児童福祉文化賞」出版物部門受賞。

ベス・シャピロ/著・宇丹貴代実/翻訳
『マンモスのつくりかた　─絶滅生物がクローンでよみがえる』

（筑摩書房　2016年1月刊）

著者のベス・シャピロは、生態学および進化生物学の研究者。専門は古生物のDNA解析で、これまでマンモス、リョコウバト、ドードーなどを解析し、「マンモスパーク」実現を夢見ているという。
著者はマンモス復活の手順として、保存状態のよい標本を見つけ、ゲノムを復元し、クローンを作製して数を増やし、野生環境に放つというロードマップを描く。しかし、保存状態のよいマンモスのDNAでもゲノムの復元は難しい。そこで、マンモスの最近縁種のアジアゾウを使い、マンモスの毛深さを指定（コード）するDNA配列をゾウのゲノムに組み込むといったハーバード大学の遺伝子チームが構想している手法を紹介している。
最後の章で著者は、クローンづくりに成功したとしても、マンモスの復活後に彼らが生息できる環境はあるか、野生に放した場合の既存の生態系への影響などをしっかり見極めなければならないと説く。

トーリル・コーンフェルト/著・中村桂子/監修・中村友子/訳
『マンモスの帰還と蘇る絶滅動物たち』

（A&F出版　2020年8月刊）

副題に「人類は遺伝子操作で自然を支配できるのか」とある通り、環境を破壊し、多様な動物や植物を絶滅に追いやってきた私たちが、マンモスをはじめとする絶滅種を遺伝子操作で再生し、種を創り出そうとしていることは正しいことなのか、人類はどこまで地球の自然と生き物の運命に手を染めてよいのかという問題を、最先端の科学者たちの研究を追いながら考えていく。

ブリット・レイ/著・高取芳彦/訳
『絶滅動物は甦らせるべきか？絶滅種復活の科学、倫理、リスク』

（双葉社　2020年1月刊）

最先端の生命科学をもとに世界中で進む絶滅種の再生＝「ディ・エクステンション」に取り組む科学者たち―ヒトゲノム計画を立ち上げた遺伝子工学者・ジョージ・チャーチ、保全生物学の専門家のステュワート・ブランド、ブランドとともに絶滅生物の再生を目的とするNPO「リバイブ＆リストア」を設立したライアン・フェラン、リョコウバトの復元計画を推進するベン・ノバクなどに取材するとともに、絶滅種の復活による生態系への影響や倫理を問いかける再生反対派にも幅広く取材。「絶滅動物の復活」というテーマから、人間と最先端科学とのかかわりを考えるルポ。

Adrian Lister/著
『Mammoths: Ice Age Giants』

（The Natural History Museum 2014年2月刊　英語版ペーパーバック）

マンモスの勉強と同時に英語の勉強になるのがこの本。著者のエイドリアン・リスターは、ロンドンの自然史博物館の研究員。同博物館が所蔵しているマンモスの骨格、頭蓋骨、牙、保存された肉、そしてリューバと名づけられたマンモスの写真がたくさん掲載されており、最新の科学的研究を紹介しながら、「氷河期の巨人」であるマンモスの生活と、その外見や行動、進化、当時の環境、絶滅の謎を明らかにしていく。また、マンモスの近縁種であるゾウとの類似点の考察も興味深い。

令丈ヒロ子/文・深川直美/絵
『よみがえれ、マンモス！　近畿大学マンモス復活プロジェクト』

（講談社　2021年12月刊）

近畿大学のマンモス復活プロジェクトチームが、マンモス復活というテーマを掲げた経緯や、研究のプロセスでの困難、YUKAという状態のよい個体に出会い、プロジェクトが大きく進展したこと、その後、「マンモスを蘇らせてもいいのか？」という問いを経て、当初のプロジェクトが「近畿大学マンモスプロジェクト2」となって次代に向けて動き出したことが、わかりやすい文と絵で描かれる。小学校上級・中学生から。

(取材・文：「生命科学DOKIDOKI研究室」編集　高城佐知子)

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中高生と“いのちの不思議”を考える─生命科学DOKIDOKI研究室