冬眠する動物は、何か月も食べずに過ごしても筋肉は衰えず、春には元気に目覚めます。まるでスーパーパワーのようですが、もしその力が私たち人間のDNAにも眠っているとしたらどうでしょう？ユタ大学の最新研究が、冬眠の謎を遺伝子レベルで解き明かし、アルツハイマー病や糖尿病といった難病治療への全く新しい扉を開こうとしています。私たちの体内に秘められた可能性を探る、驚くべき発見の物語です。
冬眠する動物は、信じられないほどの回復力を持っています。彼らは数ヶ月間、食べ物も水もなしで過ごし、筋肉は萎縮せず、代謝や脳活動が這うように遅くなるにつれて体温は氷点近くまで下がります。冬眠から目覚めると、2型糖尿病、アルツハイマー病、脳卒中で見られるような危険な健康上の変化から回復します。新しい遺伝子研究は、冬眠動物の持つスーパーパワーが私たち自身のDNAにも隠されている可能性を示唆しており、それを解き放つための手がかりを提供しています。これにより、いつの日か神経変性や糖尿病を回復させる可能性のある治療法を開発する道が開かれます。この結果を詳述する2つの研究は、2025年7月31日に学術誌Scienceに、「Conserved Noncoding Cis-Elements Associated with Hibernation Modulate Metabolic and Behavioral Adaptations in Mice（冬眠に関連する保存された非コードシスエレメントがマウスの代謝および行動適応を調節する）」および「Genomic Convergence in Hibernating Mammals Elucidates the Genetics of Metabolic Regulation in the Hypothalamus（冬眠哺乳類におけるゲノム収斂が視床下部における代謝調節の遺伝学を解明する）」として発表されました。
代謝と肥満の遺伝学
研究者たちは、「脂肪量と肥満関連（FTO: fat mass and obesity）遺伝子座」と呼ばれる遺伝子クラスターが、冬眠動物の能力に重要な役割を果たしていることを発見しました。興味深いことに、人間もこれらの遺伝子を持っています。「この領域で驚くべきことは、これが人間の肥満における最も強力な遺伝的リスク因子であるという点です」と、ユタ大学ヘルスの神経生物学、解剖学、人類遺伝学の教授であり、本研究の上級著者であるクリス・グレッグ博士（Chris Gregg, PhD）は述べています。しかし、冬眠動物はFTO遺伝子座の遺伝子を、自分たちの利益になる新しい方法で利用できるようです。
チームは、FTO遺伝子座の近くにあり、隣接する遺伝子の活性を調整して増減させる、冬眠動物に特有のDNA領域を特定しました。研究者たちは、FTO遺伝子座内またはその近くにある遺伝子を含む、隣接遺伝子の活性を調整することで、冬眠動物は冬ごもりの前に体重を増やし、冬眠期間を通じてゆっくりと脂肪備蓄をエネルギーとして利用できるのではないかと推測しています。
実際、FTO遺伝子座の外側にある冬眠動物特有の調節領域は、代謝を微調整するために不可欠であるようです。研究者たちがマウスでこれらの冬眠動物特有の領域を変異させたところ、マウスの体重と代謝に変化が見られました。一部の変異は特定の食事条件下で体重増加を速めたり遅らせたりし、他の変異は冬眠様の状態から体温を回復する能力に影響を与えたり、全体的な代謝率を上下させたりしました。
興味深いことに、研究者たちが特定した冬眠動物特有のDNA領域は、それ自体が遺伝子ではありませんでした。その代わりに、これらの領域は近隣の遺伝子と接触し、その発現を増減させるDNA配列であり、まるでオーケストラの指揮者が多くの音楽家の音量を微調整するかのようでした。これは、単一の冬眠動物特有の領域を変異させることが、FTO遺伝子座をはるかに超えて広範囲にわたる影響を及ぼすことを意味します、とユタ大学ヘルスの神経生物学および解剖学の研究科学者であり、研究の一つの筆頭著者であるスーザン・スタインワンド氏（Susan Steinwand）は説明します。「これらの要素の一つ、この一つの小さな、一見すると取るに足らないDNA領域をノックアウトすると、何百もの遺伝子の活性が変化するのです」と彼女は言います。「これは本当に驚くべきことです。」
冬眠動物の代謝の柔軟性を理解することは、2型糖尿病のような人間の代謝性疾患に対するより良い治療法につながる可能性があると研究者たちは述べています。「もし私たちが自分の遺伝子をもう少し冬眠動物のように調節できれば、冬眠動物が冬眠から通常の代謝状態に戻るのと同じように、2型糖尿病を克服できるかもしれません」と、ユタ大学ヘルスのバイオインフォマティシャンであり、もう一方の研究の筆頭著者であるエリオット・フェリス修士（Elliott Ferris, MS）は言います。
冬眠の制御を解き明かす
冬眠を可能にする可能性のある遺伝的領域を見つけることは、巨大なDNAの干し草の山から針を掘り出すような問題です。関与する領域を絞り込むために、研究者たちは複数の独立した全ゲノム技術を用いて、どの領域が冬眠に関連している可能性があるかを問い、その後、各技術からの結果の重複部分を探し始めました。
まず、彼らはほとんどの哺乳類が共有しているが、冬眠動物で最近変化したDNA配列を探しました。「もしある領域が1億年以上にわたって種から種へとほとんど変化せず、その後2つの冬眠哺乳類で急速かつ劇的に変化した場合、それは特に冬眠にとって重要な何かを指し示していると考えられます」とフェリス氏は言います。
冬眠の根底にある生物学的プロセスを理解するために、研究者たちは、冬眠と同様の代謝変化を引き起こすマウスの絶食中に増減する遺伝子をテストし、特定しました。次に、彼らはこれらの絶食によって誘発される遺伝子活性の変化の中心的な調整役、つまり「ハブ」として機能する遺伝子を見つけました。
冬眠動物で最近変化したDNA領域の多くは、これらの中央調整ハブ遺伝子と相互作用しているようでした。このため、研究者たちは、冬眠の進化にはハブ遺伝子の制御に対する特定の変化が必要であると予測しています。これらの制御は、将来の調査の道筋となるDNA要素の短いリストを構成しています。
人間の可能性を目覚めさせる
ゲノムにおける冬眠関連の変化のほとんどは、新しい機能を付与するのではなく、特定のDNA断片の機能を「壊す」ように見えました。これは、冬眠動物が、代謝を制御する能力における極端な柔軟性を妨げるであろう制約を失った可能性を示唆しています。言い換えれば、人間の「サーモスタット」は、狭い範囲の連続的なエネルギー消費に固定されている可能性があります。冬眠動物にとっては、そのロックが外れているのかもしれません。
冬眠動物は、神経変性を回復させ、筋肉の萎縮を避け、大幅な体重変動にもかかわらず健康を維持し、老化の改善と長寿を示します。研究者たちは、もし私たちが代謝スイッチの一部をバイパスできれば、人間も同様の冬眠動物のようなスーパーパワーを持つために必要な遺伝子コードをすでに持っている可能性があることを、彼らの発見が示していると考えています。
「人間はすでに遺伝的な枠組みを持っています」とスタインワンド氏は言います。「私たちはただ、これらの冬眠動物の形質に対する制御スイッチを特定する必要があるだけです。」その方法を学ぶことで、研究者たちは人間に同様の回復力を与える手助けができるかもしれません。
「ゲノム内のこれらの冬眠に関連するメカニズムを理解することによって、老化関連疾患に介入し、助けるための戦略を見つける機会が潜在的にあります」とグレッグ博士は言います。「それが私たちがすでに持っているゲノムに隠されているのであれば、私たちは自分たちの健康を改善するために冬眠動物から学ぶことができるのです。」
