【鱗が羽に変わる】遺伝子をちょっと操作してウロコをハネに変えたぞ
鱗の代わりに羽を生やすように遺伝子操作されたニワトリの足。(UNIGE/クーパー＆ミリンコビッチ)
動物界を彩る羽毛、毛皮、鱗は、見た目はまったく異なるが、基本的にはすべて同じものからできている。そのため、遺伝子を少し変えるだけで、どちらか一方を作ることができるのです。
スイスのジュネーブ大学の遺伝学者ミシェル・ミリンコビッチとローリー・クーパーは、ソニック・ヘッジホッグ（Shh）遺伝子を標的とし、胚のニワトリに、通常は扁平な足に鱗ではなく羽を生やすような変化を与えました。
しかも、この改変は永久的なものであり、一度孵化したニワトリの異常に羽毛の生えた足は、生涯その状態を維持します。
「ニワトリのソニックヘッジホッグ（Shh）経路のシグナルが段階特異的に一過性に作動すると、足と指の腹面に網目状の鱗から羽毛へと完全かつ永久的に移行することを実証した」と研究者は述べている。
"結果として生じる異所性羽毛は、体を飾る羽毛と発達的に同等であり、ダウンタイプの羽毛は、成鶏において再生可能な両側対称の輪郭羽毛に移行する"
以前、Milinkovitchの研究室は、様々な角化した皮膚付属物（毛、羽など）が、数億年前の祖先の爬虫類で同じ進化的起源を持ち、後に多様化して、現在の世界に住む驚くほど多様な動物になったことを実証しています。
そして、これらすべての動物において、これらの構造の発達は、皮膚のプラコードと呼ばれる構造から始まり、それが厚くなり、鱗や棘など、その動物が持つ傾向にある付属物へと成長し始めます。
Shhは、このような皮膚付属物の発生に重要な役割を果たしている。このシグナル伝達経路は、体の形や構造の発達、パターン化、分化、成長を媒介し、多くの胚のパイに指を突っ込んでいる重要なものである。
例えば、Shhは羽毛の形態と多様化、鳥類の飛行羽の位置、マウスの毛包の発達に重要なファクターである。
ブラマ、サブレ、シルキーなど、一部のニワトリに羽毛があることは分かっているが、その原因となる遺伝的メカニズムは不明であった。そこでクーパーとミリンコビッチは、胚性ニワトリのShhを標的とすることで調査することにした。
研究の対象となったのは、鶏のブリーダーブランド「ロス」のブロイラー鶏で、非常に羽毛のない、うろこ状の足を持っています。研究チームは、まだ卵の中にいる胚性鶏の静脈に、Shh経路のシグナル伝達を促進する物質を注射し、通常はうろこ状の皮膚で覆われている部分に羽毛を生やすきっかけを作った。
この実験は、エッグキャンドルという方法で行われました。これは、卵の殻の内側にある血管を強力なトーチで照らすことで、Shh経路を活性化する分子を血流に直接注入することができるというものです。
実験は成功しました。孵化したニワトリは、足にも体と同じような羽毛が生えていました。この羽毛は、ニワトリが成長するにつれて変化し、幼鳥の羽毛から大人の羽毛へと移行しました。この鱗から羽への変化は、卵に一度だけ処理を施すことで起こりました。
対照グループとして、Shh経路を刺激しない液体で処理した卵も用意しました。この卵から孵化したニワトリは、正常な足を持っていました。RNA配列決定の結果から、Shh経路によって引き起こされた変化は永久的なものであることが分かりました。
この研究は、動物の進化や多様化に関する重要な知見を提供しています。Shh経路の自然な変化は、皮膚付属器の形成に影響を与える可能性があります。この変化は、ゲノムレベルではなく発現レベルで起こることが多く、比較的容易に起こり得ることを示しています。
"我々の結果は、鱗から羽への進化的飛躍には、ゲノムの構成や発現に大きな変化が必要ないことを示しています "と、Milinkovitch氏は言います。
"その代わりに、Shhという1つの遺伝子の発現が一過性に変化するだけで、鱗ではなく羽の形成につながる発生イベントのカスケードを生み出すことができます。"
BingAIで作成
散々語られているであろう「恐竜の子孫は鳥類」と言われていて、未だに認知されていないようなので、何度でも触れ回りたいと思う。しかし、新しい説ができて、今までの知見がひっくり返ってしまったら、巣見ませんでしたと素直に謝罪する覚悟もできている。研究とは今までそう思われていたものが、くるっとひっくり返る可能性を常に存在しているもの。
しかし、今回の研究で遺伝子をちょっといじるだけで、ウロコから羽毛を生やすことが実証できた。ウロコと羽毛は何か近しいものがあるのか。
近年ティラノサウルスに羽毛があったという知見があって、それもすぐに覆されていたけれど、遺伝子の改変で羽毛を生やせるというなら、ティラノサウルスが王者の種として君臨していた時代に奇形として、羽毛のある個体が存在していた可能性も出てきたわけで。
もし存在していたとしても、0.1％にも満たないくらいの割合でしか存在してなかったんじゃないかな。化石で見つからないのはそういうことなんじゃないかな、なんて。
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