ネアンデルタール人は早起きだったかもしれない

朝早く目覚める習慣がある人は、睡眠パターンに非常に古い遺伝子変異が影響している可能性がある。人間の体内時計は、絶滅したネアンデルタール人が残した遺伝物質に部分的に影響を受けている可能性がある。この発見は、12月14日にGenome Biology and Evolution誌に発表された研究で説明されており、ネアンデルタール人の睡眠サイクルが私たちの最も古い祖先とどのように異なっていたかを知る手がかりとなる。このような研究は、絶滅したホミニンの遺伝物質が現代人にどのような影響を与えるかをより深く理解するための一歩となる可能性がある。

私たちの体は環境に反応します

現代のホモサピエンスの起源は 30 万年前に遡ります。これらの初期の人類の生物学的特徴は、日光や高度などの環境要因によって形成されました。およそ 7 万年前、現代のユーラシア人の祖先はアフリカから北のヨーロッパやアジアへと移住し始めました。ここで彼らは新しい環境と、気温と日光の両方における季節的な変化を経験しました。

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「広範囲の緯度に生息する他の種からも、概日時計が明暗周期の違いに適応していることがわかっています」と、研究の共著者でカリフォルニア大学サンフランシスコ校の計算生物学者トニー（ジョン）・カプラ氏はPopSciに語った。「特に、高緯度では、赤道付近の緯度よりも年間を通じて明暗周期の季節変動が大きいのです。」

また、アフリカを離れた際に、デニソワ人やネアンデルタール人など、さまざまな種類の初期人類とも遭遇しました。これらの北方大陸の環境条件が異なっていたため、ネアンデルタール人とデニソワ人はアフリカから出てきた人々とは異なる遺伝的変異を持っていました。約 5 万年前にネアンデルタール人との交配が始まったとき、人間は、この環境にすでに適応していた遺伝的変異の一部を受け継ぐ可能性が生まれました。

どの遺伝子が残り、どの遺伝子が消えていくのか

現在のユーラシア人のゲノムのおよそ 2 パーセントはネアンデルタール人の遺伝子変異に由来していますが、その 2 パーセントはさまざまです。ネアンデルタール人の遺伝子は鼻の形や痛みの感受性にさえ影響することがわかっています。自然淘汰により、人間が進化するにつれて、人間にとって有益ではないと考えられるこの古い遺伝的祖先が排除される可能性があります。ただし、今日の人間のゲノムに残っている古いホミニンの遺伝子変異の一部には、適応の証拠があります。たとえば、標高の高い場所に住むチベット人は、新しい病原体に対する免疫抵抗、皮膚の色素沈着のレベル、脂肪組成、ヘモグロビン レベルの違いに関連する変異を持っています。

新たな研究で、カプラ氏と共著者らは、高緯度に住んでいたネアンデルタール人が、数十万年にわたる環境の変化に適応した遺伝子変異を持っているかどうかに興味を持った。彼らはまた、交配が、人を早起きさせる概日リズムの変化に影響を与えたかどうかも疑問に思った。

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研究者らは、光と温度が体内時計に与える影響に関係する遺伝子を約 200 個、体内時計自体に重要な遺伝子を約 20 個特定しました。「遺伝子自体は非常によく似ていますが、本当に重要なのは、遺伝子がいつ、どのくらい作られるかです」と Capra 氏は言います。

これらの遺伝子を特定した後、研究チームはネアンデルタール人から現代人に移った変異が、身体の覚醒と睡眠の好みと何らかの関連があるかどうかを調べた。彼らは英国バイオバンクの遺伝子データを調べ、現代人のネアンデルタール人の変異の多くが睡眠の好みに影響していることを発見した。特に、早起きする傾向、つまり朝型が目立った。朝型の増加は、概日時計の短縮と関連しており、高緯度地域に住む人々にとっては有益である可能性が高い。朝型は、日光の変化など、寝る時間や起きる時間を示す外部からの合図をより早く調整することを可能にすることがわかっている。

「私たちは機械学習の手法を使って、ネアンデルタール人の DNA 配列から、概日リズム遺伝子のオン/オフの切り替え方法が現代人とどう違うかを予測しました」とカプラ氏は言う。「一般的に、体内時計が速いと、人間 (および他の生物) は朝早く起き、季節の変化に適応しやすくなるようです。」

この朝型生活の増加は、高緯度地域に住んでいた私たちの祖先にとって進化的に有益であった可能性があり、それに関連する遺伝子変異は保存する価値があっただろう。

センチネル仮説

我々の中に朝型と夜型の人がいるのはなぜかという遺伝的要因を探ることは、センチネル仮説と呼ばれる、まだ証明が難しい新しい進化論の一部である。特定の人間集団において、睡眠と覚醒のパターンが混在していることには、進化上の利点があるかもしれない。生存の可能性を高めるために、群れで暮らす動物は交代で見張りをし、一部が眠っている間に他の動物が起きている必要がある。研究の共著者でヴァンダービルト大学の計算生物学者ケイラ・S・ベラスケス・アルセレイ氏は、この証拠となる遺伝子変異をいくつか特定した。

「ケイラは、長期にわたる『バランスをとる』選択の証拠となるクロノタイプに関連する遺伝子変異をいくつか発見しました。言い換えれば、進化はこれらの部位での変異を維持することを好んだようです」とカプラ氏は言う。

今後の研究で、この研究チームは、これらのネアンデルタール人の遺伝子変異が細胞内の概日時計に与える影響をテストすることに興味を持っています。カプラ氏によると、細胞を使用すると、ネアンデルタール人の変異を迅速に導入し、その影響を評価できます。彼らはまた、さまざまな集団にわたるパターンを見つけ、この分析手法が免疫系機能、体温調節、代謝に関与する遺伝子に適用できるかどうかを調べることにも興味を持っています。