パーティーでの会話中、トリビアの夜、さらには会議の中で、人間とバナナは同じDNAの 50 (または 60) パーセントを共有しているという楽しい小さな事実を聞いたことがあるかもしれません。はぁ？人間と黄色い果物の間には、一方が動物でもう一方が植物であるという事実から始まって、たくさんの違いがあるようです。実際、この驚くべき統計にはある程度の真実もありますが、それがすべての真実ではありません。
この情報は、2013 年に国立ヒトゲノム研究所が実行したプログラムから発信されたものと考えられますが、他の同様のデータが他の場所で実行された可能性もあります。この特別な取り組みは遺伝学の専門家によって主導されたが、異例の展開で、ほとんどの科学研究とは異なり、この実験は公表されなかったとブロディ氏は述べた。代わりに、このビデオは、スミソニアン自然史博物館の教育用ビデオの一部として組み込まれるように作成されました。そのビデオでは、人間とバナナの DNA は「41 パーセント似ている」と述べられています。
そこで、この類似性がどのように決定されたのかを知るために、私たちはブロディ博士本人に話を聞きました。 「足が生えているのは面白いですね」とブロディはバナナと人間の比較について語る。
人間 vs バナナ
まず、DNA とタンパク質製品の違いを理解することが重要です。ブロディ氏は、これを行う簡単な方法は、DNA を家の設計図として考え、タンパク質製品を実際の家として考えることだと言います。なぜなら、そこにはすべての情報が含まれているからです。次に、人間のDNA は牧場の家の設計図であり、バナナのDNA は植民地時代の家の設計図であると考えてください。どの家でも、多くの点は似ていますが (配管、バスルーム、キッチン)、最終製品はどちらもまったく異なります。これが、バナナからチンパンジーに至るまで、人間と他のほとんどすべてのものに対してどのように機能するかです。
2 番目に留意すべきことは、遺伝子 (これらのタンパク質をコードする DNA の領域) は DNA のみを構成しているということです。
この特定の実験のために、科学者たちはまず典型的なバナナのゲノムの遺伝子配列を調べました。 「その後、これらの DNA 配列を使用して、それらの遺伝子から作られるすべてのタンパク質のアミノ酸配列を予測しました」と Brody 氏は述べ、タンパク質配列がファイルに保存されていることを指摘しました。 「その後、すべての人間の遺伝子に対して同じプロセスを実行しました。」
次に科学者たちは、バナナの各遺伝子のタンパク質配列を人間のすべての遺伝子と比較しました。 「このプログラムは、バナナの遺伝子の配列が人間の各遺伝子とどれだけ似ているかを比較します」と彼は言い、類似性の程度は0から100パーセントの範囲である可能性があると指摘した。 「プログラムは、偶然に予想されるよりも類似した試合をすべて保存しました。」プログラムはこれを遺伝子ごとに続けました。
全体として、400 万件を超える比較が行われ、2 つのゲノム間で約 7,000 件の最良の「ヒット」が得られました。次に、それらの各ヒットのパーセント類似性スコアが平均されました。 「これにより、約 40 パーセントの結果が得られました」と彼は言います。 「これは遺伝子間の類似性ではなく、タンパク質（遺伝子産物）間の平均的な類似性です。」遺伝子産物またはタンパク質は、遺伝子が機能することによって生じる生化学物質です。 「もちろん、私たちのゲノムには、バナナのゲノムに認識できる対応物を持たない遺伝子が非常にたくさんありますし、その逆も同様です。」
噛んだり飲み込んだりするのが少し難しい場合は、より単純化した内訳を次に示します。基本的に、彼らはバナナの遺伝子をすべて取り出して、一度に 1 つずつ人間の遺伝子と比較しました。そこから、ある程度の類似性を選別した（バナナには遺伝子があったが、人間には遺伝子がなかった場合、それはカウントされなかった）。私たちの遺伝子の約 60 パーセントは、バナナのゲノムに認識可能な対応物を持っています。 「人間のタンパク質のアミノ酸配列とバナナの同等のアミノ酸配列を比較すると、それらの60パーセントのうち、それらによってコードされているタンパク質は約40パーセント同一です」とブロディ氏は付け加えた。
人間とバナナのような大きく異なる 2 つのものに、非常に多くの遺伝子が似ているということは、衝撃的に思えるかもしれません。しかし実際にはそうではありません。 「私たちが生きるために何をしているのか、そしてバナナが何をしているのかを考えてみると、酸素の消費など、私たちが同じようにしていることがたくさんあります。それらの遺伝子の多くはまさに生命の基礎です」とブロディ氏は言う。
私たちは皆親戚です
したがって、人々がパーセンテージを「DNA の類似性」として繰り返す場合、実際に研究で注目されたのは遺伝子産物の類似性でした。 「それはかなり小さな間違いです」とブロディ医師は安心させる。 「あなたが家に持ち帰る核心は、私たちにはバナナとジャガイモと松の木に何か共通点があるということです。その部分は真実です。遺伝子産物やDNAに関する細かい点は、それがどうなるかは簡単にわかります」 [間違って]翻訳されました。」
したがって、科学者がバナナの DNA 配列を調べて人間の DNA と比較したとしても、一致しないでしょう。 「あなたは自分の DNA の 50 パーセントを両親と共有しています。しかし、バナナの場合、私たちは遺伝子の約 50 パーセントを共有していますが、それは DNA の約 1 パーセントにすぎないことが判明しました」と博士のマイク・フランシスは電子メールで書いている。ジョージア大学で生物情報学の学生。
前に述べたように、遺伝子は DNA のわずか 2% を構成します。では、残りの 98 パーセントは何で構成されているのでしょうか? DNA の残りの 8 パーセントは遺伝子を制御します (遺伝子のスイッチをオンにするかオフにするかについて)。残りの90パーセントは未知の機能、あるいは進化によって失われた機能を持っているようです。 「DNAのこれらの未知の部分は、何もしないと考えられていたため、一般に『ジャンクDNA』と呼ばれていました。私は『ジャンクDNA』という言葉を使うのをためらっています。なぜなら、この『ジャンク』が実際に存在することが年々分かってきているようだからです」機能的です」とフランシスは言います。
人間はバナナと高い割合の DNA を共有しているだけではなく、マウスと 85 パーセント、ショウジョウバエと 61 パーセントの DNA を共有しています。 「驚くべきことは、進化の時代が非常に離れているにもかかわらず、共通の祖先のゲノムの中に共通の特徴が依然として見つかるということです」とブロディ氏は言う。 「これらが保存されているのは、数十億年前に生息していた生物のゲノムに、細胞の生存と繁殖を助ける遺伝子が含まれていたためです。それらと同じ遺伝子が私たちと植物にも保存されています。」
フランシス氏は、人間は他の果物とDNAの約1パーセントを共有している可能性が高いと付け加えた。 「これは、地球上に存在するすべての生命が、約16億年前に誕生した単一の細胞から進化したためです」と彼は言います。 「ある意味、私たちはみんな親戚なんです！」
人間はまた、チンパンジーと DNA の 96 パーセント、猫と DNA の 90 パーセントを共有しています。
