書籍情報
書誌情報
- 出版社
- 文藝春秋
- ページ数
- 366
感想
概要
ダーウィンの進化論によれば、ヒトを含めた極めて複雑な機能・機構を持つ者も含めて今いる生物は全て細菌、いやそれより単純な生物から進化したと考える
それに対して、神のような創造主、それから名を変えた ID (インテリジェンス・デザイン) を信じる人は「ヒトのような複雑な生物がランダムな変化の繰り返して起きるはずがない」と考える。この様な人が槍玉に挙げる例の代表例として次が挙げられる
ダーウィンはタンバク質化学のことは何も知らなかったが、脊椎動物の精巧なレンズを備えるよくできた眼は、長大な漸進的改良のリストの最後にくるものであることにうすうす気づいていた──現代の私たちは知っている。ヒトの祖先が固まらない代謝タンバク質を転用しはじめるよりずっと以前に、一部の環形動物やヒトデ類のような、そのさらに祖先たちは、少なくとも、捕食者から身を潜め、隠れる物影を探すことができるだけの感度のある光感受性細胞が平らに集ま小区画 (眼点) を使っていた。
数百万年後に、これらの細胞が集まって最終的に、光の方向をより正しく感知できる眼杯と呼ばれないボウル状になり、凹みがより深くなって、もっと正確に感知できる単眼 (ビット眼) となり、さらには、ビンホール・カメラ眼になって、小さな穴を通る光が本物の像をつくるようになる、そこから、光を焦点に集めることができる高密度の透明な組織──クリスタリンのおかげで──であるレンズへは、あと一歩である。最終的に、そうしたレンズは、鮮明な像をつくるいに曲げたり動かしたりできるようになる。
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加えて直後に次の記述も有る
こうした小さな、漸進的改良はすべて、保存する価値があり、自然淘汰はそうした。それがわかるのは、多くの動物がまだそうした漸進的改良型をもっているからである。眼杯は一部の扁形動物に、単眼は一部の巻き貝類に、ピンホール・カメラ眼はオウムガイ類多数の小室に仕切られた殻をもつイカに近い仲間──に、そして単純なレンズは、クラゲのような原始的な生物に見られる。
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そして本書の主題は、それだけでなく時間と RNA や DNA の組み合わせて豊富さによって、そういった進化が十分であること示す
読者は、私たちが代謝の図書館ですでに出会った一つの主題を認めることができるだろう。そこでは、進化が、一つの代謝表現型の意味を失うことなく、遠く、広範囲に旅することができた。タンパク質の図書館を進むときに進化がとる一歩は異なっている──水平的な遺伝子伝播に代わって、単一のアミノ酸の変化である──が、原理は同じだ。遺伝子型ネットワークがグロビンを結びつけ、その蔓をタンパク質の図書館の遠いところまで伸ばしていく。進化は、分子が意味を失うという死の流砂に落ち込むことなしに、このネットワークに沿って探索することができる。
広大な遠くまで達する遺伝子型ネットワークの形成ということになると、グロビンは例外ではなく、むしろ当たり前なのである。同じ折りたたまれ方をもち、同じ反応を触媒し、同じ祖先を在する酵素が、ふつうは、アミノ酸の 20 % 以下しか共有していないのだ。科学者たちが、図書館のなかの既知の数千の酵素をコードしているテキストの位置を地図にしてきたからこそ、私たちはそのことを知っている。そういうテキストの目録をつくることで、図書館のなかの遺伝子ネットワークの道を地図にすることができる。
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最終的な答えは単純だった。二つのタンパク質の近傍は、たとえ二つのタンパク質が図書館のなかで近くにいたとしても、大部分が異なった機能を含んでいた。たとえば、アミノ酸が 10 % 以下しか違わないタンパク質でも、その機能のほとんどが異なるタンパク質からなる近傍をもっている、タンパク質の図書館は、代謝の図書館とまったく同じように、高度に多様な近傍をもっている。そして、代謝とまるで同じように、この多様性は、図書館を探索していく集団によって、古い有益な意味を保存しつつ、新しい意味をもつテキストが発見されるのを助けるのに理想的な、広大な遺伝子型ネットワークをつくっている。
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この様に遺伝子のコードを、必要な情報を図書館の本に記載からの探索にたとえ説明する
印象的な箇所の引用
多くの人が、たとえば、ある人物が遺伝病にかかるかどうかという質問にイエスかノーの答えを出してくれるものと期待していた。しかし、クレイグ・ヴェンター自らが、2010 年のドイツの『シュピーゲル』誌のインタヴューで、病気を予測できる能力について、次のように述べなければならなかったのである。
実のところ、私たちは、ゲノムから確率的可能性以上のものは何一つ学ばなかったのです。なにかの病気のリスクの 1∼3 % の増加をどうしたら診療の言葉に翻訳できるでしょう。それは役に立たない情報です。
この評価は厳しすぎるが、一抹の真理を含んでいる。理由はお察しかもしれない。すなわち、遺伝子型と表現型の関係は想像以上に複雑なのだ。ヒトゲノム計画は、遺伝子型から表現型に至る旅のほんの一里塚でしかない。それは、この旅の終着点に近い場所などではなかった。
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そうした乳糖不耐性の大人も赤ん坊だったときには、母乳に含まれるこの糖を問題なく消化できた。赤ん坊のラクターゼの遺伝子のスイッチがオンになっていた|専門用語で言えば、発現していたのであり、それはつまり、体はラクターゼをつくる DNA の指示を RNA に転写して、この RNA を必要な酵素に翻訳したことを意味する。乳糖不耐性の大人の体は、ラクターゼ遺伝子のスイッチを永久的にオフにしてしまい、もはやそれを発現しないのである。ラクターゼ遺伝子のように、私たちの体がスイッチをオンにしたりオフにしたりすることができるものを、「被調節遺伝子」という。
人類の歴史のほとんどの期間、大人ではラクターゼ遺伝子が「オフ」の状態が標準だった。もしあなたが幸運にも乳糖を消化できる乳糖耐性だとすれば、あなたはラクターゼ遺伝子のそばにあるラクターゼ調節領域と呼ばれる DNA の区画に突然変異をもち、大人になってもラクターゼ遺伝子をオンにしつづけているのである。そのきっかけは、あなたの遠い祖先がミルクを飲む牧畜民だったことだ。なぜなら、乳糖耐性を引き起こす突然変異は最初に、東アフリカやスカンジナヴィアなどの牧畜民集団を通じてひろまったからである。それはとても急速にひろまり、一部の集団では、人類がはじめて牧畜という生活様式を発見してからの、8000 年ばかりの束の間に、0 % から 90 % までになった。これは自然淘汰が人類のゲノムに残した烙印として、近年におけるもっとも強力なものの一つである。
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配線の変化をたどって回路図書館を探索する
回路の意味は、先に説明したような、遺伝子調節の精妙な振り付けを通して表現 (発現) される。一つの発現された調節因子パターン──ハエがその化学的信号を通じて卵に注入するパターンのような──から出発して、回路の遺伝子は互いに調節しあって、このパターンを変える。遺伝子はスイッチをオンにしたりオフにしたりする点滅をつづけ、サーカスの軽業師の一団が自分たちの肉体で築き上げる人体像に似たような平衡状態を回路が見いだすまでそれはつづく。そのような人体像では、軽業師たちは、一人の体を押す力ともう一人が引っ張る力が等しくなるよう、静止状態で平衡を保っており、たった一人の軽業師が力を抜いただけで、その構造は瓦解してしまうだろう。
何年もの調査研究を経ているので、私たちは、こういう種類の調節の平衡については、ジョン・ライニッツがハエ・シミュレーターで示したように、十分な知識をもっている。このことは、私たちが、ただ一つではなく、わずか数個でもなく、何百万個という回路をいつでも解読できることを意味する。回路の超天文学的な図書館全体の地図を描くことができるのだ。
すでに私たちは、この図書館が想像を絶するほど多くの回路を含むことを知っているが、その発現コードの数もちゃちなものではない。もし 40 遺伝子の回路のそれぞれの遺伝子がオンかオフしかないのであれば、それは遺伝子発現パターンに二つの可能性を与える。可能な発現パターのを計算するためには、二を遺伝子の数だけ掛け合わせる必要があり、という可能な表現型に到達する。この数はすでに、一兆より大きいが、遺伝子がオンまたはオフだけでない多様な状態をとれれば、もっとはるかに大きなものになる──それは、少量、中量、大量、あるいは極大量の調整タンパク質として発現できる。おまけに、体のどれか一つの部品を形づくるのに、いくつかの回路がしばしば共同で作用することがあり、そうなれば、可能な発現コードの数はさらに増える。
こうした可能な意味の数に比べれば、ヒトのような複雑な体をつくっている数百種類の細胞のタイプや、組織というのは、ちっぽけな数である。たとえかりに、体のすべての細胞が空間的にに配置されていなければならないことを考慮に入れただけでも、そこには大量の発現コードがうごめいている──たぶんあまりにも多すぎて、一つでさえ見つからないだろう。
進化はこの回路の図書館を、ランダムに閲覧していくおなじみの読者の群れ、つまり生物の集団を通じて探索する。生物の集団内では、親から子に遺伝子が多少の文字変更をともなって伝えられるときにまれに起こる DNA のコピー・エラーを通じて、回路は改変される。そのような突然変異はどんなものであれ、二種類の影響をもちうる。それは調節因子の形状を変形させ、DNA の認識を妨げることができる。あるいは、調節因子が認識する DNA の「キーワード」の一つの単語を変更し、回路の配線の一本を切る──実際には、ある遺伝子への調節因子の影響を攪乱するか、あるいは新しい配線をつくるかして、どれかの調節因子によって、新しい分子の単語を認識できるようにすることもできる。
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それらはすべて同じ答えを出した。回路はふつう、同じ表現型をもつ数十から数百の隣接者をもっている。言い換えれば、これらの回路の表現型は、個々の配線を変更するような突然変異に減退しても、不変のままにとどまるのである。一人の体が数 mm 動いただけで災厄を引き起こしかねない軽業師の集団がつくる人体像のように繊細なものではないのだ。調節遺伝子型の回路は、そのような変化に耐えることができる。なぜなら、配線の一本一本のすべてがその機能にとって致命的に重要ではないからである。
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