メバルの遺伝子が人間に100歳を超えて生きることについて教えてくれること

過去 2 世紀の間に、人間の寿命は平均 30 歳から 72 歳に延びました。健康面でのこの目覚ましい変化にもかかわらず、人間の寿命はメバルに比べると見劣りします。メバルは浅瀬の海底で 100 年以上生きることができ、ほとんどの時間を岩の下に隠れて過ごします (200 年以上生きるものもいます)。メバルの長寿の秘密は、海中の若返りの泉に偶然出会うことよりも複雑です。ハーバード大学の遺伝学者は、その答えは遺伝子を制御する方法にあるのではないかと提唱しています。

本日Science Advancesに発表された新しい研究によると、メバルには複雑な遺伝子ネットワークがあり、それが種の寿命に影響している可能性が高いことがわかった。これらの遺伝子は人間にも見られるようだ。「魚が寿命などの特性を制御する方法は、哺乳類が寿命を制御する方法と非常によく似ている」と、ボストン小児病院およびハーバード大学医学部の博士研究員で、研究の筆頭著者であるスティーブン・トレスター氏は言う。メバルのような動物の寿命に関わるこれらの遺伝子変異を理解することは、将来、人間の加齢性疾患の治療に役立つ可能性がある。

「メバルのゲノムが注目を浴びるのはうれしい」と、この研究には関わっていないカリフォルニア州立大学サンバーナーディーノ校の生物学助教授ジョセフ・ヘラス氏は言う。「長年、メバルの寿命についてはさまざまな憶測が飛び交ってきたが、今では最新のゲノム技術のおかげで、今回のような研究によってこのテーマについてさらに深い洞察が得られる」

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メバルは最も長生きする魚類の1つと考えられているが、寿命には大きな幅がある。しかし、メバルの寿命を決定する正確な遺伝的メカニズムは謎のままだった。研究著者らは、寿命が22年から108年である23種類のメバルの遺伝暗号を解明した。研究チームは、すべての組織サンプルにわたって、インスリンシグナル伝達に関与する遺伝子の共通ネットワークを発見した。インスリンシグナル伝達は老化のよく知られた調節因子であり、エネルギーをより節約するための生存戦略として進化した可能性がある。2021年の研究では、最も長生きするメバルは、インスリンシグナル伝達経路に影響を及ぼす遺伝子を含む3種類の遺伝子を発現する可能性が高いことがわかった。この新たな発見は、インスリン調節遺伝子がメバルの寿命の主な要因であるというさらなる証拠をもたらす。

「著者らは、インスリンシグナル伝達に関連する経路への制約の強化など、メバルゲノムの配列解析で最近行った多くの観察を確認し、拡張することができました」と、カリフォルニア大学バークレー校の統合生物学助教授で、2021年の研究の主任研究者であるピーター・サドマント氏は言う。

しかし、予想外の結果もあったとトレスター氏は言う。研究チームは、フラボノイド代謝に関与するすべてのメバルに見られる別の遺伝子セットを特定した。フラボノイドは、抗炎症、抗変異原性、抗がん特性を持つ植物で生成される化学物質である。フラボノイドは、いくつかの細胞シグナル伝達経路と酵素経路の調整に関係していることが知られているため、著者らはフラボノイド代謝が抗老化効果を誘発する可能性があると示唆している。スドマント氏によると、著者らがフラボノイド代謝が寿命を延ばす上で重要な役割を果たす可能性があると強調していることは、「追跡すべき非常に興味深く新しい経路」である。

研究チームは、メバルの寿命に寄与する可能性のある 2 つの遺伝子を特定した後、ヒトの遺伝子に同様の関連性がないか調べた。その結果、フラボノイド代謝遺伝子はヒトにのみ存在するだけでなく、生存と大きく関連していることがわかった。「ヒトとメバルという 2 つのまったく異なる脊椎動物モデルがありますが、どちらも寿命に関連する同じ経路を持っています」と、トレスター氏は言う。

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メバルは現存する脊椎動物の中で最長寿というわけではない（2016年に392歳のグリーンランドサメがその称号を獲得した）。また、老化を研究するための典型的な動物モデルでもない。ショウジョウバエや回虫など寿命の短い無脊椎動物は寿命の変化を研究するために選ばれる可能性が高いが、平均寿命が70～75歳の人間のような脊椎動物には当てはまらないかもしれない。

他の長寿種とは異なり、メバルの寿命の変化は一度きりの出来事ではない。トレスター氏は、メバルの異なる系統が独立して長寿へと進化したと語る。「この変化の規模は、特に脊椎動物では前代未聞です」と同氏は言う。これにより、科学者は「無関係な変化を洗い出し」、種全体に共通する長寿の重要な要因に焦点を絞る機会を得た。

トレスター氏は、長寿とフラボノイド代謝経路の遺伝子との関連性を特定できたことに興奮しているが、それらの遺伝子やその関連性が生存にどのように役立つかを理解するにはまだ長い道のりがあることも承知している。次に、同氏のチームは、ゼブラフィッシュのインスリンおよびフラボノイド代謝に関与する遺伝子を遺伝子操作し、老化の兆候を逆転できるかどうかを調べる予定だ。寿命を延ばすためにこれらの遺伝子が正確に何をしているのか、そしてそれらを操作できるかどうかを理解することは、人間の老化プロセスを遅らせるための貴重な情報となり得る。「この研究の最終目標は、現代医学では解決が難しい、がん、アルツハイマー病、心臓病など、加齢に伴うすべての病気に介入または予防することです」とトレスター氏は言う。