「海綿を使ってエサを探すイルカ」は遺伝子に変化が生じていることが明らかに

エピジェネティックとは、遺伝子のDNA配列自体はそのままに遺伝子の働きを制御する仕組みのことであり、エピジェネティックについて研究する学問領域はエピジェネティクスと呼ばれます。エピジェネティックな変化としてよく知られているものには、DNA分子にメチル基が付与されるDNAメチル化があります。

一般にDNAメチル化は「遺伝子のオン／オフ」を変えると説明されがちですが、科学系メディアのScienceAlertによると、「オン／オフスイッチ」というよりは「調光器」のように段階的な制御を行うものだとのこと。DNAメチル化のパターンは年齢・食事・ストレス・環境条件に応じて変化することが知られており、生活様式の違いを反映する可能性があります。

研究チームはスポンジングを行うイルカにどのようなDNAメチル化が生じているのかを調べるため、20年以上にわたって収集された96頭のイルカの皮膚サンプルを分析しました。96頭のうち23頭はスポンジングを行う習性があり、残る73頭はスポンジングを行っていなかったとのこと。

イルカのゲノム全体にわたってDNAメチル化が発生する可能性がある約3万カ所を調査し、機械学習モデルでスポンジングを行う個体とそうでない個体を識別できるかどうか確認したところ、中程度の精度で両者を識別できることがわかりました。

数万件に及ぶ統計的比較を補正した結果、突出して目立つメチル化部位は1つもなく、予測シグナルは多くの小さな差異に分散していました。最終的なモデルは際立った1つの遺伝子マーカーではなく、21カ所のDNA部位におけるメチル化パターンに基づいて構築されたと報告されています。この結果は、複雑な行動は単一の遺伝子や分子経路によって制御されるのではなく、複数の経路によって制御されていることを示唆するものです。

スポンジングのような採餌行動は食生活・社会生活・エネルギー消費・環境への対処などに影響を与え、これがDNAメチル化のパターンにつながった可能性があります。しかし、線虫の研究によるとエピジェネティックな変化が世代を超えて受け継がれることも示唆されています。

そのため、スポンジングによってメチル化パターンが変化するのか、あるいは既存のメチル化パターンがスポンジングに影響を与えるのか、それともメチル化パターンとスポンジングの両方が共通の要因によって形成されるのかという疑問は解明できていません。また、今回の研究では皮膚のDNAが分析されましたが、これは脳やその他の臓器で起こっている変化を完全に反映していない可能性があるとのこと。

by Vince Smith

進化生物学者は長年にわたり、文化が世代を超えて遺伝子を形作る可能性について理解を深めており、酪農に従事する人の間で乳糖耐性が広がったこともその一例です。ScienceAlertは、「この研究およびエピジェネティックな変化を調べた他の研究は、エピゲノムの生物学的メッセージングを利用することで、生存戦略や栄養状態の改善を体がより迅速に伝達できる方法が存在する可能性を示唆しています」と述べました。