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【中級】ヘビに足がない理由が明らかに!!

2017/01/09

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2016年10月、アメリカのローレンス・バークレー国立研究所より「ヘビに足がない原因の遺伝子を明らかにした」という論文が発表されました。これまで、手足の発生について明らかになってないことも多く、ズバリこの遺伝子が手足の発生に関係しているという遺伝子はわかっていませんでした。
今回紹介する研究では、手足のない生物としてヘビを選び、ほかの生物と比較することで手足の発生に関わる遺伝子を明らかにしました。さらに、この遺伝子をマウスに導入すると手足を持っていないマウスが成長することが明らかとなりました。この発見から、発生学がより発展し、将来的には先天的な病気に関する研究が進んでいくかもしれません。

1.手足の発生を導く遺伝子

ヒトで言えば1つの卵がどんどん細胞分裂を繰り返して赤ちゃんとなりますが、この過程を発生といいます。発生には多くの段階があり、その各段階でさまざまな遺伝子がたくさん発現したり、少なくなったりして正常な体の形成が行われます。その時、手足が体のどこに、またどちらの向きを前にして生えるべきかをガイドする遺伝子はすでに知られており、ヒトなどの哺乳類に限らず、トカゲなどの爬虫類、ヒレをもつシーラカンスやイルカにまでその遺伝子が存在することが分かっています。また、一部のヘビはこの遺伝子を進化の過程で失っていることも明らかになっています。
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2.ヘビの遺伝子をマウスに導入したら…

そこで、筆者らは遺伝子組み換え技術を用いて、ヘビの遺伝子をマウスの受精卵に導入し、その発生を観察したところ、手足を失ったマウスに成長することが確認されました。この時、たとえシーラカンスの遺伝子をマウスに導入しても手足は正常に生えてくることも確認されており、手足をガイドする遺伝子を失っていることが、ヘビが手足を持ってない理由であることを証明しました。
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3.ヘビの遺伝子に手足をガイドする遺伝子を組み込んでみると…

そこで筆者らは、ヘビの遺伝子に手足をガイドする遺伝子を組み込んで、”手足をガイドする遺伝子をもつヘビ遺伝子”を作成しました。このヘビ遺伝子をマウスに遺伝子導入したところ、元はヘビの遺伝であるにも関わらず、正常な手足を持つマウスに成長することが確認されました。このことからも、手足をガイドする遺伝子が重要であることがわかりました。
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4.まとめ

ただ、マウスの遺伝子をヘビに導入したからといって手足をもつヘビが誕生するわけではないようです。筆者らも、手足の発生をガイドする遺伝子を導入するだけでは手足持ちのヘビを誕生させることは難しいだろうということを論文中で述べています。いずれにせよ、発生学の発展は、その分野のみでなく、遺伝病の解明などにまで広く応用される可能性を秘めています。

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