タコはなぜ賢いのか？これまで知られていなかった突然変異が理由かもしれない

一部のタコに謎の突然変異が見つかったことが分かりました。この突然変異があるタコはタンパク質合成の精度が非常に高く、この仕組みがタコの知能に関連しているのではないかと考えられています。

Evolution of a core ribosomal innovation in octopus: Current Biology
https://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(26)00873-0

A molecular quirk unique to octopuses makes them better at building proteins | Science | AAAS
https://www.science.org/content/article/molecular-quirk-unique-octopuses-makes-them-better-building-proteins

Why Are Some Octopuses So Smart? The Answer Might Lie in a Never-Before-Seen Mutation That Helps Them Accurately Build Proteins
https://www.smithsonianmag.com/smart-news/why-are-some-octopuses-so-smart-the-answer-might-lie-in-a-never-before-seen-mutation-that-helps-them-accurately-build-proteins-180989319/

一部のタコは非常に高い知能を持っていることで知られ、瓶のふたを開けたり、迷路を解いたり、道具を使ったりすることができます。「人類滅亡後に地球で文明を築くのはタコなのではないか」とさえいわれるほどです。

そんなタコの一種「カリフォルニア・ツースポットタコ」のRNAを調べていたハーバード大学のリチャード・ハン氏が、リボソームを構成するRNA「リボソームRNA(rRNA)」の配列に奇妙な断片があることを発見しました。この断片は他の動物には見られない特殊なものでした。さらに、断片の働きを解明するために同じ断片を大腸菌のリボソームに入れたところ、大腸菌のタンパク質作成の精度が2倍に向上することが明らかになりました。

通常、ほとんどの生物はタンパク質を作るために同じプロセスに従います。細胞はDNAにコードされた遺伝情報を使って、タンパク質を作るための指示をメッセンジャーRNA(mRNA)に写し取り、それを細胞のタンパク質工場であるリボソームへと届けます。リボソームはmRNAの情報を読み取り、転移RNA(tRNA)が運んできたアミノ酸を順番につなぎ合わせてタンパク質を作ります。

今回見つかった断片は、mRNAとtRNAの対応関係をより厳密にチェックする役割を担っており、これによりタンパク質を作る際の精度が高まることが分かりました。

タコは他の生物よりもはるかに頻繁に自分のRNAを編集することで知られています。この編集の結果として生じるタンパク質により冷たい水に適応するなどの新たな機能を獲得する可能性があるものの、同時にタンパク質の異常を起こしやすくなります。このミスを抑えるため、タコは突然変異を獲得したのではないかと考えられています。

この変異がいつ発生したのかを調べるため、ハン氏らは1億年以上前に分岐したタコの2つのグループを比較しました。1つは、複雑な行動を支える発達した神経系を持つ無触毛亜目、もう1つは、ゆっくり泳いで海に漂う餌を食べることに適応した単純な神経系を持つ有触毛亜目です。

その結果、ハン氏らが調べた5種すべての無触毛亜目のタコには、このrRNAの断片が存在していることが判明。しかし、有触毛亜目の1種「ジュウモンジダコ属」から採取したサンプルには、この断片がありませんでした。この変異がタコの高度な脳機能と関連していることを示す証拠はありませんが、神経系が発達して複雑な行動を行える系統だけがこの変異を持っているようだ、とハン氏らは結論づけています。

共同研究者のリシャブ・ ミトラ氏は、「タコの脳は体全体に広がっています。捕食者に対処し、競争に適応するため、タコの脳は急速に発達する必要がありました。神経細胞、つまりニューロンは長寿命であるため、タンパク質の異常はニューロンにとって特に有害です。特殊なrRNAの断片は、こうした異常を防ぎ、ニューロンが正常に機能するのを助ける可能性があります」と述べました。