「言葉」は、私たち人間を特別な存在にしている能力の一つです。遠く離れた水源への道を教えたり、沈みゆく夕日の複雑な色合いを描写したり。では、なぜ私たちホモ・サピエンスだけが、これほど複雑な言語を操れるのでしょうか？その起源は、今なお大きな謎に包まれています。しかし、その謎を解き明かすかもしれない驚くべき遺伝子の手がかりが、この度、米国の研究チームによって発見されました。なんと、ヒトにしかない特殊なタンパク質をマウスに組み込んだところ、マウスたちの鳴き声が変化したというのです。これは、人類の言語進化の秘密に迫る、大きな一歩かもしれません。
人間の言語の起源は、依然として神秘のベールに包まれています。複雑な会話が本当にできるのは、私たちだけなのでしょうか？ネアンデルタール人のような近縁種は、喉や耳に言語を話したり聞いたりすることを可能にする解剖学的特徴を持っていた可能性があり、話す能力に関連する遺伝子の変異も私たちと共有しています。しかし、言語の生成と理解に不可欠な脳領域の拡大が見られるのは、現生人類だけです。そして今、ロックフェラー大学の研究者たちが、話し言葉の出現を形作る上で役立った可能性のある、ヒトにのみ見られるタンパク質バリアントという、興味深い遺伝的証拠を発見しました。
2025年2月18日に『Nature Communications』誌で発表された研究で、ロックフェラー大学の研究者であるロバート・B・ダーネル医学博士・博士（Robert B. Darnell, MD PhD）の研究室チームは、ある発見をしました。神経発達に不可欠な脳内のRNA結合タンパク質として知られるNOVA1の、ヒトにしかないバリアントをマウスに導入したところ、マウスが互いに呼び合う際の鳴き声が変化したのです。このオープンアクセスの論文は、「A Humanized NOVA1 Splicing Factor Alters Mouse Vocal Communications（ヒト化NOVA1スプライシング因子はマウスの発声コミュニケーションを変化させる）」と題されています。
この研究はまた、このバリアントが、私たちの祖先と交配した古代型人類であるネアンデルタール人やデニソワ人のどちらにも見られないことを確認しました。彼らの遺伝的な痕跡は、今日の多くの人間のゲノムに残っています。
「この遺伝子は、初期の現生人類における広範な進化的変化の一部であり、話し言葉の古代の起源の可能性を示唆しています」と、分子神経腫瘍学研究室を率いるダーネル博士は言います。「NOVA1は、正真正銘のヒトの『言語遺伝子』かもしれませんが、もちろん、これは数多くあるヒト特異的な遺伝的変化の一つに過ぎません。」
30年にわたる研究
私たちの言語能力は、声道（声の通り道）の解剖学的な適応と、複雑な神経ネットワークによって可能になっています。しかし、その背後にある遺伝学は、まだ十分に理解されていません。
理論化されている遺伝的な言語の推進力の一つに、初期の脳発達に関与する転写因子をコードするFOXP2があります。この遺伝子に変異を持つ人々は、唇や口の動きと音を協調させられないなど、重度の言語障害を示します。人間はFOXP2に、他の霊長類や哺乳類には見られない2つのアミノ酸置換を持っていますが、ネアンデルタール人もそれらを持っていたため、この変異は両方の系統の共通祖先で生じたと考えられています。しかし、FOXP2に関するいくつかの発見には異論があり、人間の言語発達におけるその役割は依然として不明確です。
そして今、NOVA1が新たな候補として浮上しました。この遺伝子は、脳の発達と神経筋制御の鍵となるニューロン特異的なRNA結合タンパク質を生成し、1993年にダーネル博士によって初めてクローニングされ、その特性が明らかにされました。このタンパク質は、哺乳類から鳥類まで、生物圏の広範囲にわたって実質的に同一の形で見られますが、人間だけは例外です。私たちは、タンパク質鎖の197番目の位置にあるアミノ酸が、イソロイシンからバリンに一つだけ変化した（I197V）、独自の形態を持っています。
このI197Vは、現生人類を他の生物と区別する唯一のアミノ酸置換ではない、と筆頭著者であるダーネル研究室の博士研究員、タジマ・ヨウコ博士（Yoko Tajima, PhD）は指摘します。それらのうちのいくつかは、脳の発達に不可欠かもしれません。「そのような変化は、ホモ・サピエンスの出現、拡大、そして生存に貢献した特性の獲得において、重要な役割を果たした可能性があります」と彼女は言います。
RNA結合タンパク質が遺伝子発現をどのように調節するかを専門とするダーネル博士は、1990年代初頭からNOVA1を研究してきました。彼と同僚たちが、極度の運動機能不全を引き起こす可能性のあるPOMAと呼ばれる神経学的自己免疫疾患の引き金として、このタンパク質を初めて特定したのが始まりでした。最近では、NOVA1の遺伝子バリアントが発達性の言語障害や運動障害に関連する症例を特定し始めています。
「NOVA1を理解することは、私にとってキャリアをかけた取り組みです」と彼は言います。
タジマ博士が主導した今回の研究では、CRISPR遺伝子編集を用いて、マウスに見られる一般的なNOVA1タンパク質をヒトのバリアントI197Vに置き換えました。そして、ダーネル博士が開発した手法である交差結合免疫沈降解析などの高度な技術を用いて、マウスの中脳におけるNOVA1のRNA結合部位を特定しました。
大きな発見
最初の注目すべき発見は、ヒトのバリアントが神経発達や運動制御に関連するRNA結合に何の影響も与えなかったことでした。それは、置き換えられたマウスのタンパク質と全く同じように機能したのです。
では、それは一体何をしていたのでしょうか？二つ目の重要な発見が、そのヒントを与えてくれました。ヒトのバリアントによって著しく影響を受けた結合部位は、発声に関連するRNAをコードする遺伝子に位置していたのです。
「さらに、これらの発声関連遺伝子の多くはNOVA1の結合標的でもあり、NOVA1が発声に関与していることをさらに示唆していました」とタジマ博士は言います。
「私たちは『ワオ』と思いました。これは予想していませんでした」とダーネル博士は振り返ります。「科学における、本当に驚くべき瞬間の一つでした。」
その後、ダーネル博士の研究室は、音声学習の根底にある分子的・遺伝的メカニズムを研究する、エリック・D・ジャービス博士（Erich D. Jarvis, PhD）が率いるロックフェラー大学の言語神経遺伝学研究室と協力しました。
変化したコミュニケーション
その後数年間にわたり、共同研究者たちは、さまざまな年齢や状況のマウスの発声に対する影響を調査しました。その結果、雌雄両方の仔マウスと成体オスの両方で、発声パターンの変化が見られました。
「すべての仔マウスは母親に超音波の鳴き声を出しますが、言語研究者はその様々な鳴き声を4つの『文字』— S、D、U、M —に分類します」とダーネル博士は述べます。「ヒト特異的なI197Vバリアントを持つマウスが出す鳴き声を『文字に起こして』みると、野生型のマウスのものとは異なっていることがわかりました。いくつかの『文字』が変化していたのです。」
発情期のメスの成体マウスにさらされたオスの成体マウスの、期待に満ちた求愛の鳴き声を研究した際にも、同様のパターンが見られました。「彼らはメスのマウスに異なる『話し方』をしました」と彼は言います。「このような発声の変化が、進化にどれほど大きな影響を与えうるか想像できるでしょう。」
ヒトという要素
I197Vが人類の進化に与えた潜在的な影響が、彼らの次の焦点となりました。このバリアントが、私たちの最も近い親類であるネアンデルタール人（主にヨーロッパに居住）やデニソワ人（中央アジアで発見された洞窟にちなんで名付けられた）には見られないことを確認するため、研究者たちは8つのヒトゲノムを、3つの高カバレッジのネアンデルタール人ゲノムと1つの高カバレッジのデニソワ人ゲノムと比較しました。
予想通り、約25万～30万年前に私たちと分岐したと考えられている古代の親類たちは、人間以外のすべての動物と同じNOVA1タンパク質を持っていました。
次に彼らは、世界中の人々から集められた短い配列変異のカタログであるdbSNPデータベースにある650,058人の現生人類のゲノムを徹底的に調査しました。もしI197Vの代替物が存在するならば、ここで見つかるはずでした。
その650,058人のうち、6人を除く全員がヒトのバリアントを持っていました。その6人は古代型のバリアントを持っていましたが、サンプルは匿名化されているため、彼らの詳細は不明です。
「私たちのデータは、アフリカにいた現生人類の祖先集団がヒトのバリアントI197Vを進化させ、それがおそらく音声コミュニケーションに関連する利点をもたらしたために優勢になったことを示しています」と彼は示唆します。「そして、この集団がアフリカを離れ、世界中に広がったのです。」
疾患と障害
将来、ダーネル博士の研究室は、言語障害や発達障害に目を向け、NOVA1が言語機能をどのように調節するかを調査する予定です。
「これらの問題を理解することは、音声コミュニケーション中に脳がどのように機能するのか、そしてその調節不全が特定の障害にどのようにつながるのかについて、重要な洞察を提供すると信じています」とタジマ博士は言います。
例えば、さまざまな障害によって人が話せなくなったときに、その神経経路が関与しているかもしれません。あるいは、非言語性自閉症の発症に影響を与えている可能性もあります。NOVA1は、自閉症スペクトラム障害に関連する多くの遺伝子の一つです。そして2023年に、同研究室はNOVA1ハプロ不全の患者で、その神経学的症状に言語発達の遅れが含まれていた症例を報告しています。
ダーネル博士は付け加えます。「私たちの発見は、発達障害から神経変性疾患まで、多くの点で臨床的な関連性を持つ可能性があります。」
写真：タジマヨウコ（Yoko Tajima） (Credit: Lori Chertoff/The Rockefeller University)
