人類はクジラの肉と象牙を手に入れたが、がんに関する貴重な手がかりを失った

今日はメスのザトウクジラの話をお話しします。

この物語は、私たちが生物多様性を守るために行動を起こすとき、実は私たち自身も人類を守っているのだということを教えてくれます。

2011年8月のある午後、米国マサチューセッツ州沖の海から見慣れた背びれが現れました。小さな白い斑点のあるこの背びれは、メスのザトウクジラのものです。科学者たちは1970年代からこのザトウクジラを研究しており、背びれの特徴的な斑点にちなんで「ソルト」と名付けた。

ショットは、科学者たちが1970年代から研究してきた、独特の模様を持つザトウクジラです。 |沿岸研究センター

シアーウォーター調査船に乗って、ザトウクジラの研究者ジョーク・ロビンスがショートにクロスボウを向け、射撃の準備をしている。クロスボウには、特殊な矢じりと黄色いブイが付いたサンプリング用の矢が装填されています。放出！サンプリングの矢が標的に命中しました。設計によれば、採取矢は回収時に数立方ミリメートルの肉を採取することになる。クジラの大きさに比べれば、この程度の被害は人間にとって蚊に刺された程度のものだ。

ロビンズ氏と彼女のチームは、分析のために送る前に採取したサンプルを液体窒素で保存した。あっという間に8年が経ちました。アリゾナ州立大学がん進化センター（ACE）の研究チームは、2019年5月の学術誌「分子生物学と進化」で、ソルトやクジラ、イルカ、ネズミイルカなどの他の鯨類が、一連の腫瘍抑制遺伝子など、がんと闘うための洗練された方法を進化させてきたとする論文を発表した。

この新たな発見は、ゾウを対象としたこれまでの同様の研究と併せて、大型哺乳類の進化の歴史のどこか、遺伝子コードのどこかに、人間のがんを治療する新たなアプローチが隠されている可能性を示唆している。しかし、このことを知りながらも、科学者たちはこれらの巨大動物を研究する機会を徐々に失いつつあります。人間による継続的な脅威により、これらの動物の数と生息地の生物多様性は急速に減少しています。

ショートのようなクジラはそれ自体で大きな価値があることに疑いの余地はない。大型哺乳類を保護する理由は、倫理的にも生態学的にも数多くあります。しかし、彼らの遺伝子が癌研究に役立つかもしれないという考えは斬新だ。

「人間のがんは言うまでもなく、クジラ目のがんが研究対象になるとは思ってもみませんでした」と彼女は語った。 「とても興味深くて予想外のことでした。でも、勉強しようと計画していたわけではありませんでした。」

ペトのパラドックス：なぜクジラやゾウは癌にならないのか？

理論上は、ザトウクジラのような大型で長命な生物は、がんの発生率が高いはずだ。

がんは細胞分裂から始まります。まず、1 つの細胞の分裂でエラーが発生し、致命的となる可能性のある突然変異が隣接する細胞に広がります。エラーが検出されず抑制されない場合、体全体に広がり、がんを引き起こします。

**クジラやゾウは人間と同じくらい長生きし、人間の何百倍もの細胞を持っています。しかし、細胞が変異して癌を引き起こし、癌で死亡する頻度は非常に低いです。 **ACE チームは、ペトのパラドックスとして知られるこの奇妙な自然現象を研究しています。 「ピートのパラドックス」はイギリスの疫学者リチャード・ピートにちなんで名付けられました。 1970年代後半、ピート氏は、人間はマウスよりも長生きで体も大きいにもかかわらず、がんの発生率はマウスと同程度であることから、自然界には腫瘍を抑制する何らかの自然淘汰が存在するに違いないと提唱した。

2011年、ACEの研究者と世界中の他の11の研究所の科学者が初めてザトウクジラのゲノムにおけるペトのパラドックスの研究を始めました。彼らが使った方法は、ソルトの遺伝子を他のクジラのゲノムと比較することだった。発表された研究結果によると、細胞分裂の方法と時期を決定するクジラのゲノム部分は非常に急速に進化し、そのタイミングはクジラが巨大な体を獲得した時期と一致していた。

2015年にACEに加わった北アリゾナ大学の生物学者マーク・トリス氏は、クジラのゲノムから抗がん遺伝子を他の小型哺乳類に移し、細胞がんと闘う手助けをしたいと望んでいる。まずはマウスで、そして最終的には人間でテストする予定だ。

科学者の中には、別の大型動物であるゾウを使ってペトのパラドックスを研究している者もいる。 2012年、ユタ大学の小児腫瘍専門医ジョシュア・シフマン氏は、ゾウのゲノム内にがんと闘う遺伝子の余分なコピーがあることを知り、ゾウのがん防御機構の研究を始めた。彼の患者にはこの抗がん遺伝子が欠けており、それがリ・フラウメニ症候群という、がんにかかりやすくなる稀な遺伝病を引き起こしていた。

シフマン氏のチームは、ACEのカルロ・マレー氏、地元の動物園、リングリング・ブラザーズ・アンド・バーナム・アンド・ベイリー・サーカス、象保護センターと協力し、サーカスの公演が中止される前と定期的な獣医の診察中に象から血液サンプルを採取した。 2015年に米国医師会雑誌（JAMA）に掲載された論文では、ゾウの遺伝子の余分なコピーが、アポトーシスと呼ばれるがん防御機構の一種であるプログラム細胞死を引き起こすことが報告された。

細胞が分裂して何らかの DNA 損傷 (たとえば化学物質による損傷) を受けると、細胞は自己修復を試みる、または自己破壊して変異が他の細胞に広がるのを防ごうとします。クジラとゾウの細胞はどちらも人間の細胞よりも頻繁にアポトーシスを起こします。

「人間は賢いが、自然はもっと賢い」とシフマン氏は言う。 「何億年もの進化を経て、自然はがんの問題を解決する方法を見つけ出した。」

ゾウの遺伝子コードの奥深くに、人間のがんを治す手がかりが隠されているかもしれない |トゥチョンクリエイティブ

シフマン氏は、ゾウやクジラが数え切れないほどの世代にわたる進化を通じてがんに対する免疫を獲得してきたことは明らかだと付け加えた。彼のチームはまた、ゾウの遺伝子における他の癌防御機構を探索し、それらの能力を人間に移そうとしている。

「（これらの動物は）単に癌の治療法を発見しただけではない」と彼は付け加えた。 「さらに興味深いのは、そもそもがんを予防する方法を彼らが進化させてきたことです。 」

現存する90種以上のクジラのうち、22種のゲノム配列が解読されており、その配列データは国立生物工学情報センター（NCBI）のデータベースに追加されており、今後も遺伝子データは追加され続ける予定だ。しかし、トーレス氏が2015年に海水クジラのゲノム研究を始めたとき、ゲノムデータはわずか5種のクジラのものしかなかった。トーレス氏は、新しい技術の登場により、配列決定はより安価かつ容易になり、関連する研究分野も急速に発展したと述べた。

科学者たちはまた、現存する3種のゾウのゲノム配列を解読した。しかし、これはまだ始まりに過ぎず、科学者たちはこれらの動物ががんに対してどのように抵抗力を持っているかを完全に理解するのに十分なデータをまだ持っていないかもしれない。しかし、これらの個体群は、人間の活動による生態系の破壊や気候変動など、さまざまな問題によって減少しているため、研究者がサンプルを収集する機会はますます少なくなっています。これらの生物は見つけにくくなり、保護するための規制も厳しくなり、研究は繰り返し延期されています。

これらの種の減少率を考えると、この研究によってがん研究と環境保護の重要性に対する認識が高まることをトーレス氏は期待している。

「結局のところ、私たちは今、大量絶滅の渦中に生きているので、種を保護するためにあらゆる理由が必要なのです」と彼は語った。

動物たちの現状は憂慮すべきもので、貴重な手がかりが失われつつある

国際自然保護連合（IUCN）によれば、これらの大型哺乳類の保護状況はまちまちである。ザトウクジラなどの一部のクジラの個体数は、何世紀にもわたる乱獲から大幅に回復しました。大西洋セミクジラやイワシクジラなど他のクジラも絶滅の危機に瀕している。

ゾウの状況も悪く、アフリカゾウは危急種、アジアゾウは絶滅危惧種に指定されている。これに先立ち、ボツワナはゾウ狩りの禁止を解除し、日本は商業捕鯨を再開した。自然保護の専門家は、生息地の喪失など、目に見えない潜在的な危険をより懸念している。

ケニアには「Save the Elephants」と呼ばれる象の研究と保護を行う団体があります。同協会の戦略顧問クリス・サウレス氏は、ゾウのかつての生息地が工業地帯や農地に変わってしまったためにゾウが苦しんでいる、またそれが「人間とゾウの衝突」にもつながっていると述べた。

スリランカの象。人間によって開発される土地が増えるにつれて、ゾウに残される生息地はますます少なくなっています。 |トゥチョンクリエイティブ

海洋では、海洋中のマイクロプラスチックや船舶の騒音によってクジラがますます脅かされていると、IUCNのクジラ目専門家ハル・ホワイトヘッド氏は述べた。水中では視覚と嗅覚が不十分なため、クジラ目動物は音を使って餌を探したり、社会的なつながりを築いたりするが、騒音はこれらの動物を不安にさせる可能性がある。

「人間と最も密接な接触があった種が最も大きな影響を受けている」とホワイトヘッド氏は付け加えた。

たとえこれらの種の個体数が回復したとしても、多数の種から遺伝子データを収集することは別の課題をもたらします。ブリティッシュコロンビア州バーナビーにあるサイモンフレーザー大学の分子生物学者デビッド・ベイリー氏は、たった1匹の動物から採取したサンプルでは種全体を代表することはできないと語る。

多数のサンプルから種の代表的なゲノムを得ることは貴重ですが、個々のゲノムに生じる可能性のある奇妙な点も貴重です。遺伝的多様性と大規模な人口規模は、突然変異を起こす余地を大きく残しており、将来人類がそれを正しく理解できれば、生物自体と人類の両方に利益をもたらす可能性がある。

「ゲノムが多ければ多いほど、個体群構造の根底にある冗長な多様性をより深く理解できる」とベイリー氏は電子メールで述べた。同氏はさらに、「例えば、病気に対する抵抗力を理解しようとする場合、まれな突然変異が非常に重要になることがある」と付け加えた。

トーレス氏は、同じ種の地域集団間には強い遺伝的変異があるという証拠があり、動物に最も近い親戚の遺伝子をカタログ化するためにさらに努力する必要があると述べた。

シフマン氏も同様の意見を述べ、密猟、生息地の喪失、近親交配がボトルネックとなり、特に大型種を中心に多くの種の遺伝的多様性が圧迫されていると述べた。

国連生物多様性条約事務局長クリスティアナ・パスカ・パーマー氏は、生息地や種の喪失が医学研究にどれほど広範囲にわたって影響を及ぼしているかはまだ分かっていないと述べた。

「ゾウやクジラのような大型種の絶滅は、世界中の生態系における種の多様性の劇的な減少の一例に過ぎません」と彼女は電子メールで述べた。 「生物多様性を守るために行動を起こすことは、私たち自身を守ることにすぎません。 」

クジラに隠された手がかりはクジラの肉よりもはるかに価値がある |暗い

人間の活動が何世代にもわたってこれらの動物のゲノムや、それらが持つ潜在的に無限のデータをどのように変化させていくのかはわかりません。例えば、英国サウサンプトン大学の研究によると、人間が未開発の生息地を破壊し続けると、哺乳類の平均サイズは4分の1に縮小するだろうと示されています。動物の遺伝子は、人類による地球への支配の増大に適応する必要がある。かつて種が多くの病気と闘うために使用していた遺伝子やその他の貴重な遺伝子変異は、次の世代で意図せず急速に消失する可能性があります。

「野生の動物を研究する機会を失い、保護しなければ、多くの病気の治療法を失うことになるかもしれない」とシフマン氏は語った。

ダグ・ジョンソン

翻訳：モ・シュアン

編集者：ユウ・シヨウ

出典: Undark