原始生命を模した分子進化実験で絶滅に向かう進化を観察 ──絶滅から知る生命の起源の条件──

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2026-05-08 東京大学,早稲田大学

The University of TokyoとWaseda Universityの研究グループは、原始生命を模した自己複製RNAの長期進化実験により、「絶滅へ向かう進化」を初めて詳細に観察した。従来研究では、宿主RNAと寄生型RNAの共進化を通じてRNAが多様化し、安定して進化を続けることが知られていた。しかし今回、RNA同士が頻繁に混ざるフローリアクター環境下で約5000時間の進化実験を行った結果、RNA多様性が失われ、宿主RNAが寄生RNAの影響を強く受けて絶滅しやすい方向へ進化することが分かった。頻繁な混合により寄生RNAが広がりやすくなり、宿主RNA濃度低下と遺伝的浮動が促進されたことが原因と考えられる。研究は、生命誕生初期にはRNA同士が過度に混ざらない区画化環境が必要だった可能性を示唆しており、RNAワールド仮説や生命起源研究に新たな条件を提示する成果となった。論文は『Molecular Biology and Evolution』に掲載された。

原始生命を模した分子進化実験で絶滅に向かう進化を観察 ──絶滅から知る生命の起源の条件──
攪拌が稀な環境と頻繁な環境でのRNAの長期進化実験は全く異なる進化的結果をもたらした

<関連情報>

分子宿主-寄生体システムにおける絶滅への実験的進化 Experimental evolution toward extinction in a molecular host–parasite system

Kohtoh Yukawa ,Tomoaki Yoshiyama ,Ryo Mizuuchi ,Norikazu Ichihashi
Molecular Biology and Evolution  Published:08 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/molbev/msag084

Abstract

Theoretical studies have proposed that coevolution with parasitic replicators plays a critical role in the evolution of primitive life; however, experimental verification of the potential outcomes of such coevolutionary dynamics remains limited. We previously conducted a coevolutionary experiment using an RNA–protein replication system that resulted in the spontaneous diversification of host and parasitic RNAs into five distinct lineages with robust coreplication. Here, we report contrasting evolutionary outcomes from a second long-term coevolutionary experiment. Using a droplet flow reactor (FR) system with increased dilution frequency over 5,000 h (1,600 generations), we observed reduced diversity and frequent extinctions in later experimental stages. Coreplication assays of RNA clones revealed that the primary cause of this diversity loss was the shortened reaction time resulting from frequent dilution. Further analysis of RNA clones that emerged during evolution suggested that the frequent extinctions resulted from the appearance of highly competitive parasite species and the dominance of host species that exhibited reduced replication ability. These findings demonstrate that coevolution between host and parasitic replicators can result in diversity loss and frequent extinctions depending on dilution conditions, highlighting the critical role of environmental parameters, such as dilution ratio and frequency, in enabling primitive replicators to evolve sustainably toward the emergence of life.

細胞遺伝子工学
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