ロックフィッシュは環太平洋地域のメニューに登場するが、ほとんどの場合、その魚の産地や137種のうちのどの魚かを気にすることなく、単にロックフィッシュと呼ばれたり、間違ってロックコッドやレッドスナッパーと呼ばれたりしている。しかし、この一見無名の魚は、地球上の脊椎動物の中で最も長寿であることから、寿命を決定する遺伝子や、長生きすることのメリット・デメリットを知る手がかりとなる。カリフォルニア大学バークレー校の生物学者らは、2021年11月11日付のScience誌に掲載された研究で、太平洋沿岸に生息する既知のロックフィッシュの約3分の2の種のゲノムを比較し、寿命が大きく異なる原因となる遺伝子の違いを明らかにした。Science誌に掲載されたこの論文は、「太平洋のロックフィッシュ類における極端な寿命の起源と進化（Origins and Evolution of Extreme Life Span in Pacific Ocean Rockfishes）」と題されている。
色鮮やかなカラフトメバル（Sebastes dallii）のように、10年程度しか生きられないロックフィッシュもいれば、日本からアリューシャン列島まで生息するロックフィッシュの中で最も長寿なルージェイメバル（Sebastes alutianus）は、寒くて深い沿岸水域の海底で200年以上も生きられる。
これらの魚の寿命、大きさ、生活様式、生態的ニッチなどの違いを科学者らは「表現型」と呼んでいるが、これらはわずか1,000万年の間に進化したものであり、魚類の中でも最も急速な進化を遂げている。
研究者らは、ロックフィッシュの寿命を決定する遺伝子を明らかにするために、88種のロックフィッシュから組織を採取し、PacBio（SMRT）シーケンス（Pacific Biosciences社の技術を用いた高忠実度リードによる高精度ロングリードシーケンス）と呼ばれる最先端の技術を用いて、ロックフィッシュの全ゲノムの配列を決定した。
その結果、長寿に関連するさまざまな遺伝子が発見されたが、その中には、寿命を延ばすために必要な深さや大きさへの適応に関連する遺伝子も含まれていた。例えば、哺乳類では、ネズミよりもゾウの方が長生きだ。
また、哺乳類では、長寿のゾウよりも短命のネズミの方が圧倒的に数が多いという現象が見られ、長寿のトレードオフとして個体数の減少が挙げられる。
カリフォルニア大学バークレー校の統合生物学助教授であるPeter Sudmant博士は、「今回の研究では、極端に長い寿命に適応するための遺伝的な原因と結果の両方を明らかにした。」と述べた。
今回の研究では、これらの経路にいくつかの新しい遺伝子が関与していることが明らかになったが、Sudmant博士は、彼と彼のチームが寿命に関連するとした生物学的経路の多くは、単一の動物種内の変動に関する遺伝学的研究で以前にも特定されていたことを認めている。とはいえ、太平洋上に分布するこの1属の魚の自然変異は、寿命に影響を与える多くの遺伝的要因のほとんどを独自に集約している。
「ロックフィッシュは、サイズや水深に適応して非常に長く生きることができる個体レベルと、異なる傾向を示すすべての異なる種の両方において、ある意味で完璧な嵐のようなものだと考えることができる」「他の研究者が1つの種だけを調べていたのに対し、この研究では完璧な個体群を調べることができた」と彼は言う。
今回の研究は、ヒトの寿命を理解する上でも意味がある。Sudmant博士らは、寿命の長い種は、寿命の短い種に比べて、特にブティロフィリンと呼ばれる免疫調整遺伝子が多いことを発見した。免疫系は炎症の制御に関与しており、ヒトの老化には炎症の増加が関与していると考えられているため、今回の発見は、加齢に伴う体内の損傷を遅らせるための治療薬の標的となりうる遺伝子を示唆している。
「自然界に目を向け、自然の適応がどのように寿命を形成してきたかを見て、同じ種類の遺伝子が我々の体内でどのように作用しているかを考える機会がここにある」と彼は語っている。
魚類の寿命の違いは体格と生息環境によるものが多い
研究チームは、長寿の魚に多く見られるDNA変異を調べたところ、137の長寿関連遺伝子変異を見つけた。
しかし、これらの遺伝子変異のすべてが寿命に直接影響するわけではない。ロックフィッシュが水深の深い場所に適応したり、体を大きくしたりするための遺伝子変異は、それ自体が寿命を延ばすという副次的な効果があるため、研究者らは慎重に分けて考えた。例えば、水深が深く温度の低い海では代謝が低下するため、多くの動物では寿命が延びると言われている。
Sudmant博士は、「成熟時のサイズと魚が生息する水深を調べるだけで、寿命の変動の60％を説明することができる。つまり、これらの要素だけで、かなり高い精度で寿命を予測することができるのだ。」と述べた。
長寿に関連する残りの遺伝子は、主に3種類の遺伝子に関連していた。すなわち、DNAを修復する遺伝子の数の増加、寿命に影響を与えることが古くから知られているインスリンを調節する多くの遺伝子の変化、そして免疫系を調節する遺伝子の増加である。DNA修復遺伝子が多ければ、癌を防ぐことができ、免疫遺伝子が多ければ、癌だけでなく感染症も防ぐことができると考えられる。
Sudmant博士は、「この魚では、インスリンシグナル伝達経路の6つの異なるメンバーが選択されている。教科書を見ると、パスウェイのコアメンバーは9〜10程度なので、その大半がロックフィッシュで選択されていることになる。」と述べた。
Sudmant博士によると、基本的に、いくつかのロックフィッシュの種は、より深くて冷たい水域での生活に適応し、サイズを大きくすることで寿命を延ばしていた。しかし、最も長寿の種は、DNA修復、インスリンシグナル、免疫調節などの遺伝子に手を加えることで、さらに寿命を延ばしたのだという。
研究チームは、88種のロックフィッシュのゲノムから、ロックフィッシュの祖先のゲノムがどのようなものであったか、また、1,000万年前の共通の祖先からどのように種が進化したかを推測することもできた。寿命が延びると、個体数が減ることがわかった。長寿種の中には、高齢だが非常に繁殖力の強い雌に頼って個体数を維持しているものがある。これらの大きくて年老いて太った繁殖力の強い雌魚（魚類保護の業界では「BOFFF」と呼ばれている）は、生存率は低いものの、年間数百万匹にも上る大部分の子供を産み、次世代の種となる。
「その結果、ある種の生物は寿命が短くなると個体数が増加し、寿命が長くなると個体数が減少することがわかった」「この現象は、種のゲノム、つまり種に存在する遺伝的変異の中に見ることができる。つまり、長寿と短命に適応することには結果があるのだ」と述べている。
特に、CG（シトシン-グアニン）とTG（チミン-グアニン）のヌクレオチドペアの変換は、加齢とともに腫瘍に蓄積されることが知られている。このような長寿種では、最年長の雌がほとんどの子供を産むため、このような異常な遺伝子変化が他の長寿種にも受け継がれてしまう。
Sudmant博士と研究室の同僚は現在、コウモリや霊長類などの生物の間で同様のゲノム比較を行っており、寿命、老化、ストレス、その他の表現型の違いに関連する遺伝子を調べている。しかし、今回のロックフィッシュのプロジェクトは特別なものだったと彼は言う。
遺伝学の世界では、しばしば "釣りのような実験をしている "と揶揄されることがある。今回のプロジェクトは、文字通り、そして比喩的にも "漁夫の利 "だったのだ。
[News release] [Science abstract]
カリフォルニア州沿岸の深海に生息し、140年以上の寿命を持つキイロイトリ。(写真提供：Southwest Fisheries Science Center ROV dive team）
