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# 生物学# 分子生物学

古代RNAの長寿に関する新しい発見

研究によると、乾燥標本からのRNAは数世代にわたって生き残ることができるらしい。

Mark D Stenglein, A. H. Keene

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古代RNAが乾燥標本の中で古代RNAが乾燥標本の中で生き残るされる可能性を明らかにした。研究が乾燥した昆虫の中に古代RNAが保存
目次

古代のDNAを研究することで、科学者は生物やその微生物が時間とともにどう変化してきたかを学べるんだ。でも、DNAは保存状態がいいことが多いけど、ウイルスや他のソースから来る古いRNAは研究が難しい。なぜなら、RNAは生きている細胞の中で速く分解しちゃうし、時間が経つと生き残りにくいから。この記事では、冷凍や保存されていなくても、乾燥した昆虫、特にハエや蚊の中でRNAがどれだけ持続するかを調べた最近の研究の結果について話すよ。

RNAの重要性

RNAは多くの生物学的機能にとって重要で、ウイルスが生物に感染する方法にも関わってるんだ。でも、RNAは一般的に短命で、すぐに劣化しちゃう。例えば、メッセンジャーRNAやリボソームRNAは生きている細胞の中で数分から数時間しか持たないんだ。だから、乾燥した標本の中でRNAが何年も生き残れるか疑問になっちゃう。ほとんどの研究はDNAに焦点を当ててるから、古いサンプルからのRNAについてはあまり分かってないんだ。

RNAに関する驚きの発見

最近の研究では、RNAが時間と共に生き残ることについて驚きの結果が出てる。何人かの科学者は、数百年も前のサンプルからRNAを回収することに成功したんだ、植物や動物を含めてね。これは、特に乾燥して安定した環境では、RNAが思ってたよりも長持ちする可能性があることを示してる。

サンプルの収集

乾燥した標本の中でRNAの安定性を確かめるために、研究者たちはハエや蚊を集めて、常温で保存したサンプルと冷凍したサンプルのRNAを比較したよ。数週間にわたってRNAの量と質を測定した。博物館の古い昆虫標本を調べて、これらの古いサンプルの中でRNAがどれだけ生き残ったかも見たんだ。

研究方法

  1. 実験サンプル: 乾燥させたハエと蚊を冷凍してからテストしたんだ。いろんな期間が経った後、研究者たちはRNAを分析して、どれだけ残ってるか、どんな状態かを見たよ。
  2. 博物館の標本: いろんな博物館から古い昆虫標本を集めた。科学者たちはこれらの保存された昆虫からRNAを抽出するための高度な技術を使って、何年も前のサンプルを調べたんだ。

実験サンプルの結果

実験では、研究者たちは乾燥したハエや蚊から長い間経ってもRNAを回収できることが分かったよ。いくつかの変化、例えばRNAがより断片化していることは観察されたけど、全体的な量は乾燥したサンプルと冷凍したサンプルの間で大きく変わらなかったんだ。面白いことに、両方の保存方法からのRNAは同じくらいの質を示してた。

博物館標本の結果

博物館のサンプルを見たとき、研究者たちは100年以上前の標本からRNAを抽出できたんだ。RNAの濃度はさまざまで、いくつかのサンプルは他よりもよく保存されてることが分かった。また、ウイルスのRNAも見つかって、これらの昆虫が何年前かにウイルスに感染してたことを示してる。

宿主とウイルスRNAの検出

実験では、昆虫からのRNAが乾燥してても冷凍してても信頼性良く検出できることが分かったよ。RT-qPCRという方法を使って、特定のウイルスRNAと宿主RNAの存在を確認できた。ウイルスのレベルには時間ごとに違いがあったけど、両方のサンプルでRNAの全体的な存在量は一貫してた。

RNA回収の変動

研究者たちは実験サンプルからRNAを回収できたけど、各昆虫から回収される量や質にはバラつきがあったんだ。この変動は、昆虫の種類やサンプル収集時の状態、また保管環境によるものかもしれないね。

保存条件の役割

この研究は標本の保存方法の重要性を強調してる。乾燥した標本は、昆虫コレクションみたいに長期間貴重なRNAを保持できるんだ。でも、湿度や温度がRNAの生存に大きく影響することもある。例えば、湿った環境の昆虫サンプルは乾燥した条件のものよりRNAの回収が良くなかった。

古いサンプルからの新しい発見

研究を通じて、 researchersはこれまで記録されていなかったウイルスの配列も発見したよ。現代のハエに見られるウイルスの多くが古いサンプルにも存在していたことから、ウイルス感染には時間を経て一貫性があることが示唆される。これらの発見は、ウイルスが歴史を通じて昆虫宿主とどのように相互作用してきたかについての洞察を提供してるんだ。

RNAに対する化学的損傷

古代DNAのように、古いRNAはその構造に影響を与える化学的な損傷を受けることがあるんだ。研究者たちは、老化したRNAに古い生物材料に一般的な特定の劣化パターンが見られることを発見したよ。例えば、長い間存在してきたRNAにしばしば関連する化学的損傷を示す特定のタイプの不一致をシーケンスデータの中で検出したんだ。

RNA構造が生存に与える影響

RNAの構造が生存において重要な役割を果たすことが分かったよ。リボソームやウイルス粒子みたいなより複雑な構造の一部であるRNAは、単純なRNAの形よりも長持ちする傾向があった。これは、より大きな分子複合体の一部であることでRNAが劣化から守られることを示唆してるんだ。

今後の研究への影響

これらの発見は、研究者が古い生物サンプルを見る視点を変えるね。古いRNAが無駄だと思う代わりに、この研究はコレクションの中の乾燥した標本がウイルスやその宿主についての歴史データの豊かな源であることを示してる。これは、ウイルスの進化や、その影響を宿主に与える方法を研究する新しい方向性を開くことになるよ。

結論

古い生物サンプルにおけるRNAの研究は、この分子が時間を超えて驚くべき耐久性を持っていることを明らかにしているんだ。博物館には何百万もの保存された昆虫標本があって、研究者はウイルスとその宿主の間の重要な歴史的相互作用を明らかにする可能性があるよ。この研究は、古いRNAが有用な情報を提供するにはあまりにも劣化しているという一般的な仮定に挑戦していて、他の生物学的な文脈での古代RNAのさらなる探求を促してる。

今後の方向性

これからは、科学者たちは古い標本からRNAを抽出するための技術を洗練させて、環境要因がRNAの生存に与える影響をより広く調査することができるんだ。こうしたダイナミクスを理解することで、ウイルス学、遺伝学、進化生物学の分野で重要な進展につながるかもしれないし、地球上の生命の歴史についての深い洞察を提供してくれるかもしれないね。

感謝

この研究に関与した研究者や機関の共同の努力は、時間をかけて生物材料の理解を進めるための学際的な協力の重要性を強調しているよ。こうした研究への継続的な支援や資金提供は、これら古代の標本に秘められた秘密を解き明かすために重要なんだ。

オリジナルソース

タイトル: Sequencing RNA from old, dried specimens reveals past viromes and properties of long-surviving RNA

概要: Recovery of virus sequences from old samples provides an opportunity to study virus evolution and reconstruct historic virus-host interactions. Studies of old virus sequences have mainly relied on DNA or on RNA from fixed or frozen samples. The millions of specimens in natural history museums represent a potential treasure trove of old virus sequences, but it is not clear how well RNA survives in old samples. We experimentally assessed the stability of RNA in insects stored dry at room temperature over 72 weeks. Although RNA molecules grew fragmented, RNA yields remained surprisingly constant. RT-qPCR of host and virus RNA showed minimal differences between dried and frozen specimens. To assess RNA survival in much older samples we acquired Drosophila specimens from North American entomological collections. We recovered sequences from known and novel viruses including several coding complete virus genomes from a fly collected in 1908. We found that the virome of D. melanogaster has changed little over the past century. Galbut virus, the most prevalent virus infection in contemporary D. melanogaster, was also the most common in historic samples. Finally, we investigated the genomic and physical features of surviving RNA. RNA that survived was fragmented, chemically damaged, and preferentially double stranded or contained in ribonucleoprotein complexes. This showed that RNA - especially certain types of RNA - can survive in biological specimens over extended periods in the absence of fixation or freezing and confirms the utility of dried specimens to provide a clearer understanding of virus evolution.

著者: Mark D Stenglein, A. H. Keene

最終更新: 2024-10-24 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.03.616531

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.03.616531.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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