高糖質の食事は人間にとって悪影響を及ぼし、糖尿病、肥満、さらにはがんを引き起こす可能性があります。しかし、フルーツバット（果物を食べるコウモリ）は、毎日体重の2倍に相当する糖分を含む果物を食べても、生き延び、さらには繁栄しています。現在、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の研究者らは、フルーツバットがこれほど多くの糖分を消費できるように進化したと考えられる方法を発見しました。これは、アメリカに住む3700万人の糖尿病患者にとって、潜在的な意味を持ちます。アメリカ合衆国において、糖尿病は死因の第8位であり、疾病対策センター（CDC）によると、毎年2370億ドルの直接医療費用を負担しています。
この発見は、2024年1月9日にNature Communications誌に公開された「Integrative Single-Cell Characterization of a Frugivorous and an Insectivorous Bat Kidney and Pancreas（フルーツを食べるコウモリと昆虫を食べるコウモリの腎臓と膵臓の一体的な単一細胞特性化）」というタイトルのオープンアクセス記事に記載されています。
「糖尿病では、人間の体はインスリンを生産したり検知したりすることができず、血糖をコントロールすることに問題が生じます。しかし、フルーツバットは、血糖をコントロールする遺伝的システムを持っています。私たちはそのシステムから学び、人々のためのより良いインスリンや糖感知療法を作り出したいと考えています。」と、カリフォルニア大学サンフランシスコ校人間遺伝学研究所の所長であり、この論文の共同上級著者であるナダブ・アヒトゥブ博士（Nadav Ahituv, PhD）は述べています。
アヒトゥブ博士のチームは、血糖をコントロールする膵臓と腎臓の進化に焦点を当てました。彼らは、昆虫を食べるコウモリの膵臓と比較して、フルーツバットの膵臓が、莫大な量の糖を処理するのを助ける遺伝的変化とともに、余分なインスリン生産細胞を持っていることを発見しました。そして、フルーツバットの腎臓は、水分を多く含む食事から重要な電解質を保持するように適応していました。
「DNAの文字の変更が、フルーツバットの食事を可能にしています。私たちは、予備糖尿病であるアメリカ人の3分の1を助けるために、このような高糖代謝を理解する必要があります。」と、この論文の共同第一著者であり、UCSFのTETRADプログラムの最近の卒業生で、メンローカレッジの生物学助教授であるウェイ・ゴードン博士（Wei Gordon, PhD）は述べています。
後遺症なしの甘党
毎日、20時間の睡眠の後、フルーツバットは目覚めて4時間果物をむさぼり食います。その後、再び巣に戻ります。
アヒトゥブ博士とゴードン博士は、韓国の延世大学からニューヨーク市のアメリカ自然史博物館に至るまで、多様な機関の科学者と協力して、昆虫のみを食べるビッグブラウンバットとジャマイカフルーツバットを比較しました。
研究者らは、個々の細胞での遺伝子発現（どの遺伝子がオンまたはオフになっているか）と調節DNA（遺伝子発現を制御するDNAの部分）を測定する方法を使用して、遺伝子発現と調節DNAを分析しました。
「この新しい単一細胞技術は、どのタイプの細胞がどの器官に存在しているかだけでなく、それらの細胞が各食事を管理するために遺伝子発現をどのように調節しているかを説明することができます」とアヒトゥブ博士は述べています。2022年UCSF Grad Slamで、彼女の講演「果物を食べる哺乳類の甘い秘密を解明する」で第一賞を獲得したゴードン博士。
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フルーツバットでは、膵臓と腎臓の構成がその食事に適応して進化しました。膵臓には、体に血糖を下げるように指示するインスリンを生産する細胞がより多く存在し、また、もう一つの主要な糖質調節ホルモンであるグルカゴンを生産する細胞もより多く存在しました。一方、フルーツバットの腎臓には、血液をろ過する際に希少な塩分を捕捉する細胞がより多く存在しました。
ズームインすると、それらの細胞の調節DNAは、果物の代謝に適した遺伝子をオンまたはオフにするように進化していました。一方、ビッグブラウンバットには、タンパク質を分解し水を保存するための細胞がより多く存在しました。そして、それらの細胞の遺伝子発現は、昆虫の食事を処理するように調整されていました。
「インスリンとグルカゴンの遺伝子を取り巻くDNAの構成は、2種のコウモリ間で非常に明確に異なっていました。遺伝子の周りのDNAは以前は「ジャンク」と考えられていましたが、私たちのデータは、この調節DNAがフルーツバットが血糖の急激な増減に反応するのを助ける可能性があることを示しています。」とゴードン博士は述べています。
フルーツバットの生物学の一部は、糖尿病を持つ人間で見られるものと似ていましたが、甘いものが好きな人間が夢見ることしかできない「後遺症なしの甘党」に進化したようです。
「実験用マウスのようなモデル生物から一歩退いて、自然界で人間の健康危機に対する解決策を発見したことは驚くべきことです。このコウモリは健康危機を解決しており、それはすべて彼らのDNA、自然選択の結果にあります。」とゴードン博士は述べています。
人間の健康を向上させるためにコウモリを研究するというこのこの研究は、その関心の高まりから恩恵を受けました。ゴードン博士とアヒトゥブ博士は、他の約50人のコウモリ研究者と共にベリーズを訪れ、野生のコウモリの研究のためのフィールドサンプルを取りました。ここでで捕獲されたジャマイカフルーツバットの一匹が、糖代謝研究に使用されました。
哺乳類の中で最も多様な家族の一つとして、コウモリは、免疫システムから特異な食性に至るまで、多くの進化的な勝利の例を含んでいます。
進化のスーパーヒーロー
「私にとって、コウモリは驚異的なスーパーパワーを持ったスーパーヒーローのようなものです。それは、反響定位、飛行、凝固なしでの血液吸引、または果物を食べても糖尿病にならないことです。このような研究は、ちょうど始まったばかりです。」とアヒトゥブ博士は述べています。
写真：飛ぶジャマイカオオコウモリ
