ついに、イモリやヒキガエルのように手足が再生できない理由が判明するかもしれない

イモリやヒキガエルは手足を再生できるのに、人間はできないのはなぜでしょうか? 新たな遺伝子研究がこの進化論の疑問に対する答えを握っているかもしれません。

研究者グループは、アフリカツメガエルのオタマジャクシの遺伝子を操作することで、多くの冷血動物が持つ特性である四肢再生能力が、動物が特定の遺伝子を持っているかどうかによって決まることを発見した。研究結果は今週、 Cell Reports 誌に発表された。

研究チームはこの遺伝子をc-Answer（冷血動物特有の創傷上皮受容体様の略）と名付けた。温血動物は冷血動物から温血動物に進化した際にこの遺伝子を失ったと研究チームは考えている。温血動物におけるこの遺伝子の消失は、頭の大きさに関連した外見の変化、脳の大きさの変化、冷血動物並みの再生能力の喪失を引き起こしたようだと、シェミャキン・オブチンニコフ生物有機化学研究所の有機化学者で本研究の主著者であるダリア・コロトコワ氏は述べている。

研究のため、彼女と共著者らは2群のオタマジャクシでc-Answer遺伝子の機能をオフにしたり強化したりして、その際に何が起こるかを観察した。遺伝子が強化されたオタマジャクシは、通常のオタマジャクシよりも脳が成長し、目も大きくなり、もちろん、通常は再生できない「不応期」と呼ばれる発育期間中であっても、手足の再生は可能だった。しかし、遺伝子をオフにすると、オタマジャクシは手足の再生がまったくできなくなり、脳も小さくなった。

c-Answer の発見は単なる幸運ではなかった。コロトコワ博士とチームはコンピューター アルゴリズムを使用して、さまざまな魚類、両生類、爬虫類のゲノムで再生をコードしている遺伝子を解明した。次に、カモノハシ、タスマニアデビル、ヒト、マウス、モルモットなどの温血動物で同様の DNA 断片を探した。最後に、温血動物に欠けている、治癒に関連するタンパク質をコードする遺伝子の 1 つを選択し、遺伝子編集技術 CRISPR を使用してオタマジャクシの遺伝子を強化または削除した。

温血動物、つまり鳥類や哺乳類には、c-Answer 遺伝子がまったくありません。これは、冷血動物の遠い親戚のように、人間が自分の意志で手足を再生できない理由を説明できるかもしれません。研究者たちは、温血動物に進化したときに人間が失った他の遺伝子のいくつかも再生に関係していると考えています。

しかし、進化の歴史の観点からこれが何を意味するのかは、まだ解明されていない。「遺伝子 1 つの消失が、体の機能にこれほど劇的な変化を引き起こすとは予想外でした」とコロトコワ氏は言う。次に、彼女と同僚たちは、遺伝子とそれがコードするタンパク質をさらに詳しく研究し、それが脳にどのような影響を与えるかをさらに調べたいと考えている。

この研究は、今日の人間の健康に直接関係するものではないが、この検索方法は他の研究者が人類の進化をより深く理解するのに役立つかもしれない。「私たちは、進化の特定の段階で失われた遺伝子を体系的に検索するためのアルゴリズムとコンピューター プログラムを開発しました」と研究者らは書いている。c-Answer の発見は、この方法が機能する可能性があることを示している。あとは、これを使用して人類の進化の歴史をさらに詳しく調べるだけである。