ダイヤモンド社と共同で行なっていた「海外投資の歩き方」のサイトが終了し、過去記事が読めなくなったので、閲覧数の多いものや、時世に適ったものを随時、このブログで再掲載していくことにします。
今回は2020年4月9日公開の「「胎内で飢饉を経験したひとは肥満になりやすい」 後天的な遺伝情報(エピジェネティクス)の発見によって 細胞が遺伝子をコントロールしていることが分かった」です。（一部改変）
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一卵性双生児は「Identical Twin（まったく同一の双子）」と呼ばれるように、ひとつの受精卵が分裂（多胚化）し、同じDNAを共有してこの世に生を受けた。そのため最新のDNA検査でも、どちらのDNAかを特定できない。
ミシガン州の立体駐車場で女子大生が深夜にレイプされた事件では、膣内に残っていた精子のDNAが36歳のアフリカ系アメリカ人のものと一致することがわかった。男は以前、大学の陸上競技のコーチを務めていたが、別の犯罪で収監されたことがあり、このときにDNAサンプルを提出していたのだ。
事件はこれで一件落着と思われたが、じつは男には一卵性双生児の兄弟がいた。この事件が大きな話題になったのは、警察がどちらが犯人かを特定できず（DNA以外の証拠はなかった）無罪になったことと、この兄弟のどちらにも隣人である10歳と12歳の少女への性的暴行の前科があったことだ。
これは、一卵性双生児がよい意味でも悪い意味でもものすごくよく似ていることを示している。なぜならまったく同じ遺伝子を共有しているから――。
きわめてわかりやすい説明だが、そうなると次のようなケースはどう考えればいいのだろうか。
ドロシーとキャロルは57歳になる一卵性双生児で、身長はどちらも173センチだが、体重には27キロの差がある。40代の頃、キャロルは初期の更年期障害で体重が57キロから70キロに急増したのを機に民間療法の栄養士を訪ね、グルテンフリー（乳製品と小麦製品をいっさい摂らない）食事療法を指導されて体重は60キロまで戻った。一方のドロシーは食事制限の必要を認めず、体重は87キロまで増えた。
この謎を解くのがエピジェネティスクで、後天的に遺伝情報が変化し、表現型（遺伝の現われ方）が異なることをいう。
ここでは、リチャード・C・フランシス『エピジェネティクス 操られる遺伝子』（ 野中香方子訳／ダイヤモンド社）とティム・スペクター『双子の遺伝子 「エピジェネティクス」が2人の運命を分ける』（野中香方子訳／ダイヤモンド社）に拠りながら、遺伝学を大きく変えつつあるエピジェネティクスについてまとめてみたい。なおフランシスは神経生物学と行動学の博士号をもつサイエンス・ライター、スペクターはロンドン大学の遺伝疫学教授で、双生児研究の権威でもある。
一卵性双生児の体重がちがうのはなぜか？
ドロシーとキャロルのように体重差が大きく開く一卵性双生児は、じつはきわめて珍しい。身長と同じく体重の遺伝率はきわめて高いのだ。
同様に、一卵性双生児の一方だけががんになったり、統合失調症のような精神疾患を発症することもある。いったい2人のなにがちがっているのだろうか？
双子を研究する行動遺伝学では、個人のちがいを「遺伝」と「環境」に分け、さらに環境を「共有環境」と「非共有環境」に分割する。共有環境は家庭（子育て）のようにきょうだいを似させるちからで、非共有環境は学校や友だち関係のような独自の環境で、きょうだいを似させないようにするちからのことだ。
一卵性双生児はDNAが同一で、共有環境は2人をさらに似させるのだから、体重や病気のちがいは非共有環境で説明するしかない。ドロシーとキャロルのケースでは、キャロルがたまたま民間療法の栄養士に感化され、ドロシーがそうでなかったことで差が生じたのだ。
これも当たり前だと思うだろうが、しかし説明としてはじゅうぶんではない。姉妹は同一のDNAをもっているのだから、キャロルがグルテン（小麦）／ラクトース（乳製品）不耐性だとしたら、ドロシーも同じはずなのだ。ところがドロシーは小麦や乳製品に耐性があり、だからこそ自由に食べて体重を増やしたのだろう。
じつはこれまで、行動遺伝学は非共有環境（一卵性双生児をべつべつにするちから）をうまく説明することができなかった。だがエピジェネティクスの発見によって、まったく新しい理解が可能になった。ドロシーとキャロルの遺伝子は同一でも、後天的に遺伝情報が変化しているかもしれないのだ。その結果、キャロルだけがグルテン／ラクトース不耐性になったと考えれば、姉妹の体重のちがいがすっきり説明できる。このときの「後天的な遺伝情報の変化」がエピジェネティクスだ。
ここまでの説明で重要なのは、エピジェネティクスは「非共有環境」を説明可能にするのであって、遺伝率は変わらないということだ。体重の遺伝率70％、共有環境5％、非共有環境25％とすると、エピジェネティクスは25％の非共有環境の一部を説明するかもしれないが、そのことによって遺伝率（70％）は影響を受けない。
「新時代のダーウィン」と呼ばれた詐欺師の復権
サカナのなかに水温によって性別が変わるものがいることは、むかしから知られていた。ヒラメは幼魚期に高水温にさらされると性染色体がXXでもオスになり、トラフグは逆に幼魚期に低水温で飼育するとオスになる。ヒラメはメスの方が大型になり、トラフグはオスの方が白子がとれるので商業的な価値が高い。だがこの現象は、「すべての生き物は遺伝子によって設計・制御されている」という生物学の常識ではうまく説明できなかった。
これは、「かたい遺伝」に対して、環境（この場合は水温）によって発現が変わる「柔らかな遺伝」があるということだ。
最初にこの現象を指摘したのは、ダーウィンに先立って独自の進化論を唱えたラマルク（1744～1829）だとされる。「キリンが背の高い木の葉を食べるために首を伸ばすと、体内に特別な液が分泌され、その働きによって世代を経るごとに徐々に首が長くなっていく」という“獲得形質の遺伝”を唱えたことで、ずっと物笑いの種にされてきた。
より正確にいえば、ラマルクは「進化にはふたつの力がはたらいている」と考えた。ひとつは「生命の力」で、そのはたらきによって自然発生的に生まれた単純な生物がじょじょに複雑な生物へと進化していく。もうひとつが「環境の影響」で、動物は環境に適応するために必要な習慣を身につけ、その習慣ゆえに「目や尾、体色、筋肉などの形質が強められたり弱められたりする」。さらにラマルクは、動物は環境に適応するだけでなく、新たに獲得した形質を子孫に受け継がせると考えた。これが「柔らかな遺伝」だが、その発想は現代のエピジェネティクスに驚くほど近い。
「ヒトは類人猿から進化した」として神を葬ったダーウィンははげしい論争にさらされたが、その亡骸はウェストミンスター寺院に葬られた。一方のラマルクは、晩年に視力を失い、一文無しになり、亡骸は北フランスのどこかの石炭坑に墓標もないまま埋められたらしい。だがいまや、死後200年を経てラマルクは華々しく復権しつつある（じつはダーウィンはラマルクを高く評価していて、「獲得形質の遺伝は、自然選択に代わる、あるいは補助的に働く進化のメカニズムかもしれない」と述べている）。
パウル・カンメラーはウィーンの裕福な家に生まれ、音楽の道を志したが、ラマルクのアイデアと両生類に魅せられ1920年代に生物学者に転身した。洞穴に生息する盲目のイモリ（プロテウス）を赤い光の下で育てると眼が形成されるとか、サンショウウオを生息地とは異なる環境で育てると繁殖パターン（幼生のまま産むか、成体として産むか）が変化するなど、さまざまな実験を行なったとされる。
そのなかでもっとも有名なのはサンバガエル（オスが後肢に受精卵をつけて孵化まで保護することから「産婆（Midwife）」と名づけられた）の実験で、水温を上げるだけで交接の場所を陸上から水中に変え、さらに水中で交接するようになって3世代経つと、先祖返りしたかのように、オスの前脚に（水中でメスにしがみつくための突起である）婚姻瘤が生じたと報告した。
カンメラーは「新時代のダーウィン」と呼ばれ、ニューヨークタイズムは「獲得形質の遺伝というラマルクの考えが正しかったことが証明された」と報じた。グスタフ・マーラーの未亡人であるアルマ・マーラーを愛人とし、各国を講演して回って大金を稼ぎ、ウィーンの社交界では「トカゲの魔術師」として知られた。
だが1926年、アメリカ自然史博物館の爬虫類部門主事G.K.ノーブルが、カーメルのサンバガエルの実験を捏造だとする記事を科学雑誌「ネイチャー」に投稿した。ノーブルはカーメルの研究所をいきなり訪れ、カエルの瘤が「ただ墨を注入しただけ」のものだと暴露したのだ。
その6週間後、カンメラーは「わたしをおいて他に誰がそのような偽りを企てたのか、疑いの余地はほとんどないだろう」という謎めいた遺書を懐中に、ピストルで頭を撃ちぬいた。
これもたんなる捏造事件として一件落着したはずだが、1971年、作家のアーサー・ケストラーが『サンバガエルの謎』を出版し、例のカエルは1923年にケンブリッジ大学の懐疑的な科学者による検証を受け、突起の存在が認められていることと、平和主義者だったカーメルを陥れる目的で何者か（初期のナチズムを支持する学者）によって陥れられた可能性を指摘した。
さらに2009年、チリの生物学者アレクサンダー・バルガスが、カンメラーの研究や実験の詳細を調べなおし、「これまで嘲笑の的となってきたカンメラーの発見の多くは、現代科学と遺伝子への「刷り込み（エピジェネティクス）」によって説明できる」と主張した。ただしこの論文に対しても、アメリカの生物学の専門誌が、カンメラーが斑点の形を修正したサンショウウオの写真を送ってきた「前科」を暴いて「許しがたい詐欺師」と断定するなど、真相はいまだ謎のままだ。
スターリン時代の似非生物学者も復権する？
エピジェネティクスによって“復権”したもう一人の驚くべき人物がトロフィム・ルイセンコだ。共産主義革命を実現したソ連の「科学的社会主義」は、「ヒトは生まれで決まる」という遺伝決定論・優生学を嫌悪した。ルイセンコ（農民出身の農学者で、専門教育を受けていないとされる）はそれをラマルク流の「獲得形質の遺伝」に置き換え、「環境によって生物は変わる」と主張することで、スターリン治下のソ連（ロシア）の生物学会で絶対的な権力を手中におさめた。
スターリンがルイセンコを重用するきっかけになったのは、種を湿らせて袋詰めにし、凍土に埋める「春化処理」だった。すると種の生産力が高まり、収穫量が大幅に増えたというのだ。この「成功」によって、ルイセンコは貧しい農民でも科学者になれるという新生ソビエトの宣伝塔になった。
ルイセンコは春化処理に興味をもつ欧米の科学者には親切に対応したが、ソビエト国内の批判的な生物学者・遺伝学者を片っ端から粛清し、強制収容所に送り込んだ。1948年、ソ連では遺伝学は「ブルジョアの偽科学」として公式に禁止され、この措置はスターリン死後10年を過ぎた1964年まで続いた。
現在では、ルイセンコのネオ・ラマルキズムはとんでもないデタラメだとわかっている。春化処理はなんの効果もなく、穀物の収量は増えず、数百万人の農民が餓死した。その一方でアメリカでは、伝統的なメンデル遺伝学による品種改良でトウモロコシの収穫高は3倍になった。その結果、ソビエトはアメリカから食料を輸入せざるを得ないところまで追い込まれ、これが社会主義体制崩壊のひとつの理由になった。
こうしてルイセンコは生物学の歴史に悪評だけを残したのだが、その後、植物が「獲得形質」を遺伝させることが明らかになった。
ホソバウンラン（細葉海蘭）という“雑草”は、野生種は花弁が2枚だが変異種は5枚ある。このような場合アレル（対立遺伝子）が異なるのがふつうだが、不思議なことに、ホソバウンランでは野生種も変異種もまったく同じDNAをもっているのだ。
だとしたらなにが花弁の数を決めているのかというと、遺伝子の「メチル化」だ。メチル基（Me）がDNAの特定の場所（通常はシトシン塩基）に付着すると、メチル化した遺伝子はタンパク質をつくれなくなる（不活性化する）。
メチル化は遺伝子の働きや発現を抑制し、「スイッチをオフにする」とされる。それに対して非メチル化（メチル化していた遺伝子からメチル基が外れること）は「スイッチをオンにする」に相当する。
ホソバウンランの花弁が5枚になるのは、メチル化によって特定の遺伝子が非活性化したためだった。さらにはこの種子から育った子孫の大半が、同じ遺伝子をメチル化されていた。すなわち、「獲得形質」は遺伝するのだ。
ホソバウンランが研究されたのは2000年代はじめだが、その後、植物のエピジェネティックな作用が続々と発見されるようになった。そのなかには、長引く冬の寒さの反応として、シロイナズナの開花を妨げるFLC遺伝子がメチル化されてはたらかなくなり、春になると開花が促されるとの発見もあった。この「獲得形質」も、寒い冬がこなくても次の世代に受け継がれる。
すぐにわかるように、これはルイセンコが提唱した「春化処理」そのものだ。生物学史上、もっとも嫌われるヒール（悪役）となったルイセンコだが、じつはその直観は正しかったかもしれない（スペクター『双子の遺伝子』）。
飢餓に襲われたオランダの自然実験
エピジェネティクスはヒトでもはたらいているのか？ それを知るためのもっとも有名な「実験」が第二次世界大戦終結直前のオランダで行なわれた。1944年9月、敗色の濃くなったドイツ軍はオランダ北東部の要衝を死守しており、レジスタンス運動への報復として、オランダに運び込まれる食糧を封鎖した。それに加えてこの年の冬、オランダは記録的な寒さに見舞われ、運河は凍りついて船による食糧運送も途絶えた。やがて連合軍の猛攻を受けてドイツ軍は退却したが、その際に残っていた輸送インフラを破壊し、堤防を爆破してオランダ西部の農地の大半を水浸しにしたため、食糧不足はさらに深刻になった。
このときの状況は、フランシス『操られる遺伝子』でこう記されている。
1944年、11月末までに、アムステルダムを含むオランダ西部の主要都市では、住民の大半の摂取カロリーが、1日1000キロカロリーにまで落ち込んだ。活動的な女性が消費する2300キロカロリー、同じく男性の2900キロカロリーには遠く及ばない数値である。翌年の2月末、オランダ西部の一部の地域では、その値は580キロカロリーにまで低下した。主にパンとジャガイモと角砂糖だけという乏しい食料を補うために、都市の住民は何キロも歩いて近郊の農場を訪ね、交換できるものはなんでも食料に換えた。換えられるものがない人は、最後の手段としてチューリップの球根やサトウダイコンをむさぼった。
こうした悲惨な状況に見舞われたのは西部の主要都市の貧困層と中流階級で、田舎の農民は自給自足しており、オランダの人口のおよそ半分が住む東部の大半の地域では食料不足はそれほど深刻ではなかった。
1945年5月に連合軍によって解放されるまで、オランダ西部では飢餓にために2万2000人が死に、生き延びても重度の栄養失調に陥っており、その影響は母親の胎内にいた子どもにも及んだ。ちなみに、この状況下で生まれた赤ん坊の一人が女優のオードリー・ヘップバーンだ。
研究者たちはその後、飢饉の影響を調べるために「オランダ飢餓出生コーホート研究」という大規模調査を起ち上げた。全市民の健康状態が詳しく調べられ、追跡調査は現在までつづけられている。
この「自然の実験」によって、飢餓のあいだに生まれた子どもはそれ以前の子どもに比べて出生体重が低く、病弱であることがわかった。18歳時の徴兵検査では、胎児期の４カ月目から誕生までのあいだに飢饉を経験した男性は肥満になる割合がいちじるしく高く、胎内で飢饉を経験しなかった場合のおよそ2倍にもなった。
さらに、胎内でオランダ飢饉を経験したひとは統合失調症にかかるリスクがいちじるしく高く、うつ病のような情緒障害も増加することがわかった。男性の場合、反社会性人格障害の増加も見られたという。
より詳しい研究では、胎児期の7カ月目以降に飢饉を経験した女性は異常に小さく生まれているのに対し、最初の3カ月目までは標準より大きく生まれていた。これは、胎児期初期の食糧不足のストレスを補おうとする反応だと推測された。
コーホート（共通の因子をもつ観察対象）が50歳になったときの調査では、男性も女性も、胎内で飢饉を経験すると肥満になりやすく、高血圧や冠状動脈性心疾患、2型糖尿病のリスクも高かった。58歳での再調査でも同様の傾向が見られた。
興味深いのは、どのような影響が出るかが飢饉を経験した時期に大きく左右されたことだ。冠状動脈疾患と肥満は胎児期初期の3カ月に関連し、女性は乳がんになりやすかった。4カ月から6カ月めまでのひとは肺と心臓に多くの問題を抱えており、耐糖能障害（糖尿病予備軍）は誕生の3カ月前に飢饉を経験したひとにもっとも顕著だった。
なぜこのようなことになるのか。かんぜんには解明されてはいないものの、血液細胞のなかに、飢饉を経験したかどうかでにエピジェネティックに変化する遺伝子（インスリン様成長因子2／IGF2）があるらしい。
こうしたエピジェネティックな付着の大部分は、精子細胞と卵細胞がつくられる過程で除去される（受精卵は、エピジェネティックには白紙の状態から成長しはじめる）が、ごく一部の遺伝子では、エピジェネティックな付着が次世代に受け継がれることがある。飢饉によるマイナスの影響は、子どもだけでなく孫世代にも及ぶのだ。
細胞が遺伝子をコントロールしている
エピジェネティクスは「エピ（後天的）」＋「ジェネティクス（遺伝）」のことだとされるが、これは間違いで、「エピジェネシス（後世説）」＋「ジェンティクス（遺伝）」から生まれた言葉だ。
生物学の歴史において、受精卵がいかにしてヒトになるのか、すなわち発生のプロセスは大きくふたつの見方が対立した。ひとつが「前世説（preformation theory）」で、もうひとつが「後世説（Epigenesis）」だ。
前世説では、「ヒトは受精卵のなかにあらかじめ存在する」とされる。発生とは「潜在的なヒト」が顕在する過程なのだ。この説では、環境は発生にまったく影響を及ぼさない。
それに対して後世説は、「発生の前にはヒトは顕在的にも潜在的にも存在しない」とする。発生は自己組織化の創造的なプロセスであり、それによってヒトが生まれるのだ。
なぜこれが問題になるかというと、アメリカにおいてもっともやっかいな政治的／宗教的対立につながるからだ。前世説が正しいなら、受精卵のなかには「小さなヒト」が潜在しているのだから、胎児の中絶はもちろん胚性幹細胞の利用すら認められない。一方、後世説であれば発生前の受精卵（胚性幹細胞）はヒトとはなんの関係もなく、発生のある段階までは胎児はヒトとはいえないということになる。
前世説（創造説）が強力なのは、「生物の複雑性は前もって卵（または神の心）の中に存在する」「卵の中に存在する何かが、体を形成するプロセスを監督する」という、直観的に受け入れられやすいふたつの考え方を前提にしているからだ。後世説（自然主義）は、それに対して「単純なものから複雑性が生じる」「条件さえ整えば、どのような複雑なプロセスも細胞レベルの局所的な相互作用だけで進めていける」ことを示さなければならないが、これまでずっと困難だった。
だがいまや、メチル化やヒストン修飾などのメカニズムによって発生の仕組みが解明されつつある。これによって前世説を葬り去り、後世説の正しさを確立したのが「エピジェネティクス」なのだ。
リチャード・フランシスは『操られる遺伝子』で、「エピジェネティクスとは遺伝子中心主義から細胞中心主義へのパラダイム転換だ」という刺激的な主張をしている。
遺伝学のセントラルドグマは、「遺伝情報がDNAからメッセンジャーRNAに転写され、タンパク質が合成される」というものだが、エピジェネティクスの世界では、遺伝子はすべてを司る「舞台監督」から、さまざまな生化学物質からなる細胞という舞台のたんなるキャストに格下げされる。遺伝子はプロトタンパク質をつくる鋳型として重要ではあるが、タンパク質合成の各段階は遺伝子が決めているのではなく、細胞レベルで進められているのだ。
「そもそもの大前提として、タンパク質合成のどの段階に遺伝子が関わるかをきめるのは、細胞の役目であって、遺伝子の役目ではない。つまり、細胞が遺伝子をコントロールしているのである」とフランシスは書く。「エピジェネティックな遺伝子制御は、細胞が遺伝子の活動をコントロールする形態の一つなのだ」
この「パラダイム転換」がヒトの理解にどのような変化をもたらしたのか、それは次回述べることにしたい。
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