実験室で培養された「ミニ脳」が解き明かすネアンデルタール人のDNA

分子生命科学で急速に進む古人類学
熊谷 玲美 プロフィール

議論の続く「脳オルガノイド」による研究

オルガノイドは近年、脳だけでなく、腸や肝臓、腎臓、胃などさまざまな臓器を模したものが作られ、薬の開発やがんや難病の治療法の研究に積極的に使われている。

「ただ、ネアンデルタール人のDNAがどんなはたらきをしているのかを調べようとした研究者はいなかった」とキャンプ氏はいう。

ただし脳オルガノイドには、作成のたびにばらつきがでるという問題があるため、キャンプ氏は「この手法を使って意味のあるデータが得られるようになるには、少なくとも数年かかる」と慎重だ。

一方で2021年2月、カリフォルニア大学サンディエゴ校のムオトリ氏の研究グループがもっと大胆な研究成果を発表した※7。遺伝子を変異させて「ネアンデルタール人化」させた脳オルガノイドは、ヒトの脳オルガノイドと異なる形や性質を示したという。

ムオトリ氏(Credit: カリフォルニア大学サンディエゴ校)

ムオトリ氏らは遺伝子編集技術「CRISPR」を使って、ヒトiPS細胞にあるNOVA1という遺伝子を1ヵ所だけ変異させ、「ネアンデルタール人バージョン」の遺伝子に変えた。NOVA1は、ムオトリ氏らが現生人類とネアンデルタール人で異なることを発見していた61個の遺伝子のひとつだ。

この遺伝子変異を起こしたiPS細胞から「ミニ脳」を作成すると、ヒトよりも成長速度が速く、形がいびつで、電気的活動にも違いがみられたという。ムオトリ氏は、「(この結果は)ネアンデルタール人の脳のはたらきが私たちの脳と異なっていた可能性を示している」と述べている※8

左が「ネアンデルタール化」した脳オルガノイド、右がヒトの脳オルガノイド(Credit: カリフォルニア大学サンディエゴ校)

しかし他の研究者はこの研究成果に懐疑的だ。発生生物学者のランカスター氏は、脳オルガノイドは決して脳そのものではないし、ネアンデルタール人の遺伝子を1個持っていても、「ネアンデルタール人の脳オルガノイド」とはいえないとしている※9

発生神経生物学者のクリーグスタイン氏も「(その変化が)もっと成熟した脳でどのように現れるかを知るのは難しい」と指摘する。

前述のキャンプ氏は、オルガノイドの特徴の変化を、積み木ゲームの「ジェンガ」にたとえる※10。1つの遺伝子変異を起こしたせいで、時間をかけて積み重なってきたたくさんの遺伝子変異が複雑に作用した可能性があるという。

ムオトリ氏のチームは今後、現生人類とネアンデルタール人とで異なる、残り60個の遺伝子でも、同じような研究を進める予定だという。

ネアンデルタール人がドイツのネアンデル谷(谷はドイツ語で「タール」)の採掘場で見つかったのは、1856年。今から約160年前、『種の起源』出版の3年前だ。発見時はよくわからない骨として捨てられそうになり、その後「新しい人種」として発表しても、ドイツ国内の学界では無視されたという※11

ペーボ氏らがネアンデルタール人のDNAの一部を解析することに成功したのが1997年。その十数年後には全ゲノムが明らかになり、さらにその10年後の現在では、ネアンデルタール人の遺伝子のはたらきを実際の細胞を使って調べるところまできている。

そんな研究の加速をみていると、10年後にはネアンデルタール人について、そして私たち自身について、今は予想もできないような事実が明らかになっているかもしれない。

【参考資料】
※1 https://www.mpg.de/617258/pressRelease20100430
※2 https://gendai.ismedia.jp/articles/-/71473
※3 https://www.princeton.edu/news/2020/01/30/new-study-identifies-neanderthal-ancestry-african-populations-and-describes-its
※4 https://www.mpg.de/15426102/neandertal-y-chromosome
※5 https://www.mpg.de/14964895/neandertal-genes-in-the-petri-dish
※6 https://edition.cnn.com/2020/06/18/world/brain-organoids-neanderthal-dna-scn-trnd/index.html
※7 https://health.ucsd.edu/news/releases/Pages/2021-02-11-how-a-single-gene-alteration-may-have-separated-modern-humans-from-predecessors.aspx
※8 https://www.sciencemag.org/news/2021/02/neanderthal-inspired-minibrains-hint-what-makes-modern-humans-special
※9 https://www.sciencemag.org/news/2021/02/neanderthal-inspired-minibrains-hint-what-makes-modern-humans-special
※10 https://www.nature.com/articles/d41586-021-00388-2
※11 https://www.brh.co.jp/salon/shinka/2014/post_000016.php

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