ネアンデルタール人の遺伝子を組み込んだ人工培養脳(脳オルガノイド)の作成に成功! 

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人間の遺伝子の代わりにかき集めたネアンデルタール人の遺伝子が入った人工培養脳を作った/Credit:depositphotos1.depositphotos2
point
  • 散らばったネアンデルタール人の遺伝子を集めて復元した
  • iPS細胞からヒトの遺伝子を叩きだし、代わりにネアンデルタール人の遺伝子を入れた
  • iPS細胞から人工培養脳(脳オルガノイド)を作ることでネアンデルタール人の脳を復元できた

新しく行われた研究で、ネアンデルタール人の遺伝子を持った、人工培養脳(脳オルガノイド)を作成することに成功しました

現在のアフリカ人以外の人類には、ネアンデルタール人の遺伝子が細かくバラバラになって含まれていることが知られています。

研究者はこれら人類のなかに散らばった遺伝子をかき集めると共に、発掘されたネアンデルタール人の骨から抽出した遺伝子を加えて、その遺伝子を大部分を復元させることに成功しました。

次いで、ヒトiPS細胞(万能細胞)からヒトの遺伝子を抽出し、代わりにネアンデルタール人の遺伝子を代入することで、ネアンデルタール人のiPS細胞(万能細胞)を創造し、脳に変化させることでネアンデルタール人の脳(培養脳細胞:脳オルガノイド)を復活させました。

絶滅から4万年の時を経て蘇ったネアンデルタール人の脳は、人類に何を語りかけてくるのでしょうか?

ネアンデルタール人の遺伝子をパッチワークで復元する

個々人の持っているネアンデルタール人の遺伝子はバラバラだが、合わせればネアンデルタール人の遺伝子の全貌を復元できる/Credit:STEM CELL REPORTS (文字はナゾロジー編集部が記入)

ネアンデルタール人の遺伝子はアフリカ人以外の人類の遺伝子に平均して2%前後、含まれているとされています。

ですがこれらネアンデルタール人の遺伝子は現代人の遺伝子に溶け込んだ状態にあり、ヒトによって保持しているネアンデルタール人の遺伝子はバラバラで、脳や胃、皮膚、髪、筋肉など、異なる部分で働く、異なるDNA断片として存在しているのです。

しかし、これらバラバラになった遺伝子を組み合わせることができれば、ネアンデルタール人の遺伝子(全ゲノム)を復元させることも可能となります。

計算上では、僅か200人の現代人の遺伝子を調べることで、ネアンデルタール人の全遺伝子の20%を回収することが可能とのこと。

そこでドイツの研究者は、ヒトから採取したネアンデルタール人の遺伝子と、洞窟の中から発掘されたネアンデルタール人の骨の遺伝子を組み合わせることで、絶滅した種族の遺伝情報のかなりの部分を再生させることに成功しました。

しかし、遺伝情報を集めただけでは、機能はわかりません。

どうすれば、情報だけになってしまった彼らを受肉させられるのでしょうか?

ネアンデルタール人の遺伝子をもった人工培養脳(脳オルガノイド)を作る

ネアンデルタール人の遺伝子が入ったiPS細胞を脳オルガノイドに変化させる/Credit:Guardian graphic (文字はナゾロジー編集部が記入)

鍵となったのは、iPS細胞(万能細胞)でした。

遺伝子の復元が粗方終わると、研究者たちはヒトiPS細胞(万能細胞)からホモ・サピエンスの遺伝子を抜き取り、代わりにネアンデルタール人の遺伝子を組み込むことで、ネアンデルタール人のiPS細胞(万能細胞)を作成しました。

そしてiPS細胞を脳細胞に変化させ、ネアンデルタール人の脳(人工培養脳:脳オルガノイド)を作成しました。

近年の急速なバイオテクノロジーの進歩により、たった一つのiPS細胞(万能細胞)から脳を含めたあらゆる体のパーツを試験管内で作成することが可能になっています。

この人工培養された臓器はオルガノイドと呼ばれており、薬の効果や副作用を調べるための疑似的な人体実験の材料として利用が進んでいます。

胃・腸・皮膚・肝臓・胚・血管など様々なオルガノイドが存在しますが、その中でも脳オルガノイドは最も刺激的な培養臓器です。

脳オルガノイドの発達は何故か10カ月で停止する。だが理由はまだわかっていない/Credit:veritastk (文字はナゾロジー編集部が記入)

成熟した脳オルガノイドは前脳・中脳・後脳の3区画に加え、実際の脳に似た神経活動を行い、脳波活動もみられるなど、優れた実験材料です。

ただ問題点もいくつかあり、人工的な脳オルガノイドの発達はなぜか、10カ月ほどで止まってしまうなど、完璧な再現はできません。

細胞分裂を繰り返し脳オルガノイドが大きくなっていく/Credit:veritastk

ですが研究者はネアンデルタール人の脳オルガノイドを、ピュアな人間(ホモ・サピエンス)遺伝子の脳オルガノイドと比較することに意欲をみせています。

もちろん、どちらが優れているかを決めるためではありません。

両者を調べて、神経細胞の成長速度や神経伝達物質の放出量などを比較することで、ネアンデルタール人の遺伝子の置き土産が、人類の脳にどのような影響を与えているかを調べられるのです。

今回の研究によって、今後のデータ採取に必要な基礎的な技術が完成しました。

今後は脳だけでなく、消化管や目・筋肉・血液といった組織のネアンデルタール版のオルガノイドが作られ、人類の遺伝子との働きの差が調べられる計画です。

また今回確立された基礎技術を用いることで、東南アジア人に多く含まれるとされる、謎の多いデニソワ人などの遺伝子の復元やヒト遺伝子との働きの違いも調べられるでしょう。

研究内容はドイツ、マックスプランク進化人類学研究所のマイケル・ダンネマン氏らによってまとめられ、6月18日に学術雑誌「STEM CELL REPORTS」に掲載されました。

Human Stem Cell Resources Are an Inroad to Neandertal DNA Functions
https://www.cell.com/stem-cell-reports/fulltext/S2213-6711(20)30190-9

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reference: the guardian / written by katsu
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