ヒトの遺伝子の助けを借りて猿の脳を肥大化させることに成功

科学者はマーモセットの胎児にヒト特有の遺伝子を組み込むことで脳を大きく成長させました。なんだか猿の惑星の始まりのような話ですが、この研究によってこの重要な遺伝子が人にとってどのような重要な働きをしているかを明らかにすることができたのです。

 マックスプランク細胞生物学および遺伝子学研究所の科学者たちは、一般的なマーモセットの101日目（産まれる50日前）の胎児に遺伝子を発現させ、これが大脳新皮質を大きくさせることを発見したことをScienceに報告しました。大脳新皮質とは大脳皮質の一部でヒトはほかの霊長類に比べて非常に大きく、推論や言語など高度な認知能力を担う部分なのです。

その問題の遺伝子と言うのはARHGAP11Bというもので、脳幹細胞を誘発することでさらに幹細胞を形成させることで大脳新皮質を大きくさせます。人間の認知能力の発達において大きな新皮質の重要性を考えると、ヒトや非常に近いヒト族の進化の歴史にこの遺伝子が基本的な役割を果たしていたと考えられます。ARHGAP11Bはヒト特有の遺伝子で、チンパンジーから分岐してからネアンデルタール人とデニソワ人に分裂する前の系統で獲得したものです。

この遺伝子は以前にマウスやフェレットでも発言させたことがあるのですが、人以外の霊長類に脳の拡大が見られたのは今回が初めてです。

「一般的なマーモセットの脳の新皮質が拡大し、脳の表面が折りたたまれたことを発見しました。この皮質板は通常よりも厚みがあることもわかりました。」と論文の第一著者であるミカエル・ハイデ氏は声明で述べています。「さらに、脳室下体外側の放射状グリア前駆細胞の数と上層ニューロンの数が増殖しているのを確認できました。このタイプの皮質ニューロンは霊長類の進化の過程で増えたのです。」

この重要な遺伝子がいつどのように進化の歴史上に現れたのか科学者は長いこと迷わされてきました。しかし、2016年マックスプランク研究所の科学者たちは遺伝子の脳を成長させる能力はほんの150万年～50万年前の間に突然変異で進化が起こったことを突き止めました。

「ARHGAP11B遺伝子内の単一アルファベットの突然変異、つまりCからGへの変異は、対応するメッセンジャーRNAの形成において55ヌクレチオドの喪失をもたらします。」と研究をリードした研究所所属のWieland Huttner氏は説明をしています。「今回リーディングフレームがシフトしたということから、タンパク質にはヒト特有の機能的に必須の47アミノ酸配列ができたという結果が得られました。」

「このような点突然変異は比較的頻繁に起きます。しかしARHGAP11Bの場合、脳を肥大化させるという利点は人類の進化にすぐに影響があったようです。」とHuttner氏は付け加えています。

研究者たちは、このマーモセットの胎児は高い倫理基準に基づいて実験が行われており、産まれてくることはないことを強調しています。

「胎児を誕生させることは最初のステップとしては無責任だというのが私の意見です。」Huttner氏はInverseの取材に対して答えています。「というのもどのような行動の変化が起こるかわからないですから。」

reference:iflscience