この本は中村桂子さんに薦めてもらったものなのだが、死ぬかと思うくらい面白かった。僕の長年の興味とドンピシャで重なるものだったということはあるのだけれど、べつに生命科学について特別な興味を持っているわけではない、普通の人が読んだとしても、基本的にこの本は、一般の、何の予備知識も持っていない人に向けて、噛み砕くようにやさしく書かれているので、内容としてはまさに最先端の生命科学についての話なのだが、十分おもしろく読めるのじゃないかと思う。
「最先端」と書いたが、この本に書かれている「不均衡進化論」という理論は、まだ完全に確立し、認められたものではない。著者はこのテーマについて20年以上取り組んできているのだが、現在もその理論を証明すべく、実験が重ねられていて、また学会でも、支持者は増えているとはいうものの、全体として認められているという状況からは程遠い。この本自体が、生物学者、およびそれ以外の人たちにたいして、この理論への支持を広く求めるために書かれたものであって、論文や雑誌への投稿以外の、まとまった形で公開されるのは、日本ではこれが初めてという、まさにホカホカ、湯気が出そうなものなのだ。
「不」均衡進化論というくらいだから、この理論は「均衡進化論」にたいして異を唱えている。均衡進化論とは、進化論における現在の主流派、「総合進化説」のことである。ダーウィンの進化論と、メンデルの遺伝学とが統合されたものであるこの理論は、すべての生き物は、遺伝子がランダムに変異することにより生まれる、様々にちがった姿形をもつ生き物の中から、環境に適合したものが生き残り、そうでないものは死に絶えるということによって、40億年前に初めて、細胞という形が生み出されて以来、進化してきたものであるという考えだ。
総合進化説では、遺伝子におこる変異は完全にランダムなものであると考えられていて、それが「均衡」という意味なのだが、それ以外の可能性は厳密に排除されている。しかし素人が素朴に考えたとしても、ただランダムな変化の積み重ねだけで、例えば眼やら脳やらのような、精妙に調節された、極度に複雑な器官ができ上がってくるとは、いくら40億年という、想像を絶する長い時間があったにしても、到底思えないわけで、実際これまでも、変異がランダムではないと考える理論は数多く提出されてきた。しかしそれらの全ては、実験によって決着が付けられるというよりも、主流派による徹底的な弾圧により、葬り去られてきた。進化というものは、膨大な時間がかかるという性質上、実験によって確かめるということがきわめて難しい。なのでその正否についての争いは、政治的、またはイデオロギー的な色合いを帯びてしまいがちなのだ。
しかし著者は、自身の不均衡進化論を、まさに実験によって証明しようとしている。それが可能になったのは、進化を「加速する」ことができるようになったからだ。
細胞が分裂する際、細胞の中にある遺伝物質であるDNAも複製され、分裂したそれぞれの細胞に分けて収められていく。大腸菌など単細胞生物について言えば、このDNAの複製の際に、忠実な複製が行われず、元のDNAの並びとは違った並びに変異してしまうことが、進化につながっていくということになる。
DNAは二重のらせん構造になっていて、複製の際にはそれがチャックを開くようにほどけ、チャックの左右それぞれが複製されて、都合二組のDNAができるということになる。このとき起こる変異は、これまでは左右のチャックに均衡して、同じ割合で起こると考えられていたのだが、著者はそうではなく、左右に起こる変異は不均衡であり、変異は片方のチャックにだけ集中的に起こるということを見つけたのだ。
DNAが変異するということは、生き物にとって必ずしもいい結果だけをもたらすとは限らず、それまできちんと機能していたDNAを変異が打ち消し、機能しないDNAとしてしまうという、有害なものである場合があるし、またそうでなく、DNAの変異によって新たな機能が付け加えられたとしても、それが環境にうまく適合しないこともあり得る。左右が均衡に変異するという場合、分裂した二つの細胞の、どちらにも変異が入ってしまうわけだから、その変異が有害だったり、環境に適合しないものだったりした時、分裂した両方が死んでしまう可能性があり、なので変異の割合をあまり高くすることができず、そうなると、進化はゆっくりとしか進まないということにならざるを得なかった。
ところが左右のチャックにたいして、変異が不均衡に入り、一方は正確に複製され、変異はもう片方だけに入るということになると、分裂した二つの細胞の、一方は以前のまま、そしてもう一方にだけ、新しい性質が付け加えられるということになる。もし付け加えられた新しい性質が、有害なものであったとしても、死ぬのは一方だけで、以前のままのもう一方の細胞は、とりあえず生き残り、絶滅は免れることになる。いわば一方で保守的に、現状維持を担保しながら、もう一方で革新的な実験を行うことができるようになるわけで、そのようなやり方だと、これまで考えられていた、均衡な進化より、はるかに早く、進化が進むと考えられることになったのだ。
著者はさらに、この片方のチャックにだけ起こる変異を、実験室において人工的に、さらに増やすことにも成功した。それにより、抗生物質にたいする耐性を、考えられないほど早く獲得してしまう大腸菌というものをつくり出すことができた。抗生物質という困難な環境を、克服できる新たな手段を身に付けるというわけだから、これは立派に進化を加速したと言えるのである。
さらに面白いことに、この実験において、大腸菌のDNAのどの部分に変異が入ったのかを調べてみると、耐性を獲得した大腸菌のDNAは、何回かの試行錯誤の末、必要な変異を得たのではなく、必要な変異は一発で、獲得されていたのである。これが意味するのは、変異は左右のチャックで、不均衡に偏って起こるだけではなく、変異が入る一方のチャックの中でも、変異が起こりやすい場所と、そうでない場所とに分けられている、不均衡な状態となっているということなのだ。
DNAは、ただ情報が記録された、磁気テープのようなものではない。あくまで一つの立体構造をもった分子であり、凹凸をもった形をしていて、その凹凸によって、他の分子とくっついたり離れたり、相互作用をするようになっている。ある特定の情報の並びは、それに応じて特定な凹凸をつくり出し、それによって、ある特定の分子と相互作用しやすい場所というものをつくり出し得る。そういうことによって、変異が集中的に起こる、特定の場所が選ばれるということがあるのだろうというのである。
総合進化説が、あくまで変異をランダムなものであると、頑ななまでに考えようとするのは、そうでないと数学的に記述することが難しくなるからだろうと著者は書いているが、今この不均衡進化論によって見え始めている世界は、これまでの物理学の延長に、DNAやタンパク質を、単に情報や機能を担った、抽象的な存在と見るのではない、それぞれが個性的な、独特な形をもち、それによってお互いが作用しあう、分子の場なのである。それぞれが独特な、非対称な形をもつがゆえに、不均衡が生み出され、それが進化へとつながっていく。そういうまったく新しい世界への扉を、この本は開こうとしているのである。
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