Christine Dell'Amore
for National Geographic News

April 20, 2012

　DNAはもういらない？ 新たに開発されたXNAという合成化合物でも、遺伝情報を蓄積し複製できることが、最新の研究で明らかになった。

　しかもこの人工化合物は実験室環境でDNAと同じように進化させられると、研究の共著者でアリゾナ州立大学バイオデザイン研究所のジョン・チャピュー（John Chaput）氏は言う。これは「大きな一歩だ」。

　DNAの構成要素であるヌクレオチドは、A、G、C、Tの4種類の塩基でできており、そこに糖とリン酸基が結合している。

　英国立MRC分子生物学研究所のビトール・ピンヘイロ（Vitor Pinheiro）氏の率いる研究チームは、まずDNAに含まれる天然の糖を、6種類の合成高分子化合物（ポリマー）のいずれかで置き換えることによって、6つの異なる遺伝システムの構成要素となるXNAを作成した。

　チームは次に、ポリメラーゼという酵素のうち、DNAからXNAを作り出せるものを開発した。またXNAを元のDNAに戻せる別のポリメラーゼも作り出した。

　このように複製と変換ができるということは、遺伝子配列を何度でも複製して受け渡せることになる。つまり、人工的に遺伝を行えるわけだ。

　最後にチームは、6種類のXNAポリマーのうちの1つ、HNAを用いて、試験管の中で選択圧（自然選択を生む要因）をかけた。するとこれに対する反応が確認された。選択圧を受けたHNAは違った形に進化したが、これはDNAの場合に期待される反応と同じだ。

　このことから、「一部のXNAでは、単なる遺伝だけでなく、ダーウィン的な進化も可能だ」と分かったと研究チームは論文に書いている。「つまり、遺伝と進化という生命の2つの特徴は、DNAやRNAの専売特許ではない」。


◆XNAが生命の起源の謎を解く鍵に？

　XNAの反応はすべて「実験を行う者の手で完璧に制御可能だ。完全に自然に反する」と、論文の共著者のチャピュー氏は言う。

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　今回の研究は、4月20日発行の「Science」誌に掲載される。

Photograph by Karen Kasmauski, National Geographic

　地球上で多種多様に育まれる生命の設計図DNA（想像図）。DNAは4種の塩基を介し、生命維持に必要なあらゆるタンパク質の合成情報を螺旋構造内で符号化している。

　インテリジェント・デザイン論の擁護者は、DNAが「高度なCSI（Complex Specified Information：複雑かつ指定された情報）」を備えていると主張する。CSIとは、複雑で高度に指定された物体や現象を指し、人間が生み出した言語や機械のようなものだといわれる。ディスカバリー研究所のケーシー・ラスキン氏は、「高度なCSIを持つシステムを生み出せるのは偉大なるインテリジェンス（管理人: 偉大なる知性）だけだ」と話す。

　進化論者の考えでは、DNAを構成する分子が揃うと、自然淘汰が生命体の進化に応じて遺伝情報を複雑化していく。「DNAの進化は神の手によるものではないし、自然淘汰は必然として起こったものだ」とカリフォルニア州オクシデンタル大学の古生物学者ドン・プロザロ氏は述べている。

Photograph by David Meltzer, National Geographic Stock

　2009年11月24日、チャールズ・ダーウィンの著書『種の起源』の出版からちょうど150周年となる。だが、「新しい種は従来の種から自然淘汰を経て誕生する」というこの説に対しては、いまなお一部から反論の声が上がっている。

　そうした反論の一つ、「インテリジェント・デザイン（ID）論」の提唱者たちの主張は次のようなものである。「植物や動物の構造は、超自然的な知性（インテリジェンス）によってデザインされているとしか思えないものが多い」。

　例えば写真のカミツキガメや人間などの脊椎動物の目は、段階的に進化したとは考えられないという。脊椎動物の目は相互作用する複数の部位で構成されており、どの一部分を取り除いてもシステム全体が機能を停止してしまう。こう考えると、目はいくつかの段階を経ずに一挙にできあがったということになる。

　シアトルに拠点を置くインテリジェント・デザイン論の支持団体、ディスカバリー研究所広報担当者ケーシー・ラスキン氏は次のように語る。「この過程を進化と言うのなら、水晶体や角膜などの部位が突然現れるようなことがしばしば起こり得ることになる。だが進化とは急に起こるのではなく、段階を踏んで起こるものだ」。

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Photograph by George Grall, National Geographic Stock

　カンブリア大爆発とは、5億3000万年前に起きた歴史上の事実で、それ以前には存在しなかった複雑な新種生物が、比較的短期間に化石記録の中に登場している現象を指す。例えば、捕食動物のアノマロカリス（上の想像図）なども当時誕生した種である。現在の有機体ほぼすべての種が、この“生命の開花期”まで祖先をたどることができる。

　インテリジェント・デザイン論を提唱する組織で、アメリカのシアトルに拠点を置くディスカバリー研究所のケーシー・ラスキン氏は次のように話す。「カンブリア紀のような生物多様性の爆発現象が起こるには、大量の情報が生物圏に向けて急速に流れ込む必要がある。超自然的な知性を持つ存在こそが、このように急激で大規模な情報源となり得るのだ。現代の進化論者（ネオダーウィニズム）が想定するような段階的プロセスでは、この任務を担うことはできないだろう」。

　進化論者はカンブリア大爆発は単発の現象ではないと反論する。アメリカのカリフォルニア州にあるオクシデンタル大学の古生物学者ドン・プロザロ氏は次のように話す。「化石記録にも示されているように、40億年前に地球に生命が誕生して以降、30億年の進化の積み重ねがカンブリア大爆発と呼ばれる現象に結び付いただけだ。そのうえ現在では、軟体動物や微生物はすべての種類でカンブリア紀以前の化石が発掘されており、単純系から複雑系への形態進化の道筋をはっきりと理解することができる」。

Photograph by Marvin Mattelson, National Geographic Stock