研究成果 2012/05/23
約５億年前のカンブリア紀の末期に、我々人類の遥か遠い祖先の動物で全遺伝子の重複が起こり、その後の進化に大 きく貢献したと言われています。しかし、重複した遺伝子がどのようにしてその機能あるいは働くタイミングや場所を変えて、背骨のある動物（脊椎動物）、そ して人類が登場してきたのか。その道筋には謎が多く残っています。
バイオサイエンス研究科発生ゲノミクス研究チームの荻野肇研究チーム長 と越智陽城研究員らは、生きた化石といわれるナメクジウオと、脊椎動物のカエルやマウスとの間での遺伝子の進化を調べるため、腎臓や眼、脳で働く重複遺伝 子の仕組みを詳しく比較しました。その結果、それらを様々な組織で「ON」にするスイッチのDNA配列は重複した遺伝子の間で変化しておらず、その 「ON」スイッチの働きを異なった組織で打ち消す「OFF」スイッチを後から別々に進化させることにより、重複遺伝子はお互いの働く場所とタイミングをず らしてきたことを世界で初めて明らかにしました。現在の生物の設計図の大まかな下絵が「ON」スイッチによって5億年前にできていたことにもなります。
遺 伝子DNAには２種類の情報が書き込まれていて、タンパク質の設計図になる部分と、そのタンパク質を受精卵から成長する過程でいつの時点に体のどこで使う か、その段取りを決める「スイッチ」の部分があります。スイッチには「ON」にしようとするものと「OFF」にしようとするもの（それぞれエンハンサーと サイレンサーと呼ばれる）があり、遺伝子はこれらの組み合わせのバランスで、最終的に働くタイミングと場所を決めている。荻野チーム長らは、その組み合わ せについて生物種による違いを解析することで、進化が「OFF」スイッチにシフトしていることを突き止めました。
これまでの遺伝子進化の研究は、ONスイッチにのみ注目してきましたが、本研究の成果はその考え方を大きく覆しました。また本研究により得られた腎臓遺伝子の調節の仕組みについての知見は、多発性嚢胞腎などの腎疾患の発症機序の解明とその治療に貢献すると期待されます。
この成果は、平成24年5月23日（水）付けのNature Communications誌に掲載されました。
