出生率を高める遺伝子は寿命を縮めると判明！
繁殖のためなら寿命を捧げられるでしょうか？
米国のミシガン大学（UMich）で行われた研究によって、人間において生殖能力を強化する遺伝子を持つ人々は、寿命が短縮する傾向にあることが示されました。
これまで生物には「生殖能力と寿命がトレードオフ」の関係にあることが示されていました。しかし、ヒト全体において明らかになったのは今回の研究がはじめてとなります。
しかし、いったいなぜヒトを含む生物たちは、寿命を犠牲に生殖能力を強化するという過酷な道を進んだのでしょうか？
研究内容の詳細は2023年12月8日に『Science Advances』にて公開されました。
目次
- なぜヒトは老いて死ぬのか？
- 生殖能力と寿命のトレードオフはヒトにも起きていた
- 生殖さえできれば寿命はどうでもいい
なぜヒトは老いて死ぬのか？
なぜ私たちは老いて死ぬのか？
多細胞生命にとっては長く生き、より多くの生殖期間を過ごしたほうが有利なはずです。
また社会性を持つ人間やゾウなどでは「長老」の存在が共同体の知識を蓄積する役割を果たすため、老いて死ぬシステムはその点、不利に働きます。
そのため長寿化が有利という理論は一見すると、生物学的にも社会学的にも妥当に思えてきます。
しかし長寿化の利点を享受する前提条件として、生物たちは種内の生殖競争に勝たねばなりません。
長寿の遺伝子を持っていたとしても、種内でモテなければ子孫を残せず、せっかくの長寿遺伝子も途絶えてしまいます。
より俗っぽい表現をするならば
「100歳まで生きるブサメンと50歳まで生きるイケメンがいた場合、子孫を残せるのは半分の寿命しかないイケメンのほう」
「60歳まで生きるイケメンと30歳までしか生きない超イケメンならば子孫を残せるのはさらに半分の寿命しかない超イケメンのほう」
となるでしょう。
（※ここでいうイケメンとは生殖能力の高さを比喩しただけのものです。生殖能力の高さとは、男女関係なく、妊娠のし易さや人生の早い時期から子孫を残す機会を獲得し易い特性を指します）
すると興味深い現象が起こります。
上の例はかなり乱暴ではありますが、長寿化が有利だとする理論が「生殖競争の結果」崩壊してしまうのです。
たとえ長寿であっても、その特性は繁殖真っ盛りの若い時期には影響しません。逆に歳を取ってから不利に働く特性（短命）は繁殖には影響しません。
米国のジョージ・ウィリアムズはかつて、この部分を真面目に考察し、生殖能力と寿命にかんする新理論「拮抗的多面発現仮説（きっこうてきためんはつげんかせつ）」を提唱しました。
なにやら難しそうな仮説ですが、その本質は「長寿のブサメンと短命のイケメン」の例えと同じです。
すなわち、長寿化という基本的に有利に働く個体の遺伝子が、生殖能力に全フリした個体の遺伝子に駆逐されてしまう可能性があるということです。
そのためウィリアムズは結果として「生殖能力と寿命のトレードオフ」が発生すると述べています。
現代的な遺伝学風に言うならば「生殖能力が有利になる代わりに、寿命には不利に働く遺伝子変異が起きても集団に受け入れられる」となるでしょう。
例えば、ある遺伝子は寿命に悪影響のある疾患に関連するが、生殖能力には有利に働くという特性を持っている場合があります。
このとき生物は、長寿において不利になるとしても、この遺伝子を優先的に継承してしまう可能性があります。
実際これまでの研究でも、ウィリアムズの拮抗的多面発現仮説はいくつかの生物種に当てはまることが示されています。
たとえばある昆虫の研究では、平均子孫数を「減らす」遺伝子変異が、虫の寿命を延ばしていることが示されました。
人間においても、冠状動脈疾患を起こす遺伝的変異を持つ人（短命の傾向）は、平均に比べてかなり多い子供の数を持つことが報告されています。
またフラミンガム心臓研究（FHS：心臓血管に関する大規模コホート研究）の報告によれば、女性の産んだ子供の数と女性の寿命の間に、有意な「負の相関」が観察されたことが示されています。
ただ、人間におけるこれらの報告がヒトという種全体において「生殖能力と寿命のトレードオフ」が存在する証拠となるかはまだ確かめられていません。
そこで今回、ミシガン大学の研究者たちはヒトにおいて拮抗的多面発現仮説が当てはまるかどうかを確認する、大規模調査を行うことにしました。
生殖能力と寿命のトレードオフはヒトにも起きていた
ヒトにおいて「生殖能力と寿命のトレードオフ」は起きているのか？
答えを得るため研究者たちは「UKバイオバンク」に登録されている27万6000人の人々の遺伝子を分析し、子供の数や健康状態、寿命といったパラメータとの相関関係を調査しました。
「UKバイオバンク」には人々の健康状態や生活習慣、寿命、子供の数、コーヒー派か紅茶派かといった食の好みまで多岐にわたるデータが保存されており、現代の遺伝分析において非常な有用な情報資源となっています。
すると、驚くべき事実が判明します。
子供の数をはじめとした生殖能力に関連する遺伝的な特徴（遺伝子変異）を持つ人々では、寿命が有意に短縮されていたのです。
（※分析では特に生殖能力に関連すると考えられる583個の遺伝子が重視されました。また生殖能力の強さは「子供の数」や「初めて子供を作った年齢」「初体験年齢」といった出生率や生殖履歴にかかわるデータで判断されました）
さらに「生殖に影響を与える遺伝子変異」と「生殖に影響を与えない遺伝子変異」の2つが、それぞれ寿命に与える影響についても調べられました。
もしウィリアムズの拮抗的多面発現仮説が間違っているならば、生殖に関係ある変異もそうでない変異も、同じように寿命に影響（伸ばしたり短くしたり）するはずです。
しかし結果は違いました。
生殖に影響を与える変異はランダムに選ばれた変異に比べて、寿命に与える影響が5倍も高くなっていました。
また生殖に影響を与える変異が拮抗的多面発現仮説を反映する可能性に至っては7.5倍に達していました。
この結果は「生殖能力と寿命のトレードオフ」が人間にも存在していることを示しており、生殖能力に優れた人は寿命が短くなる傾向であることを示しています。
しかし、なぜ生殖能力を上げる遺伝子を持つと、短命になるのでしょうか？
競争という意味ならば、生殖能力を上げる変異と、長寿化する変異を両方持っている個体（たとえるならイケメンで長寿）が勝者になる可能性もあるはずです。
にもかかわらず、なぜ両者はセットにならなかったのでしょうか？
生殖さえできれば寿命はどうでもいい
なぜ生殖能力が高いと寿命が縮むのか？
生殖能力の強化と個体の長寿化はどちらも種の繁栄において重要な要素であり、どちらも獲得できるのならば、それに越したことはありません。
生殖と長寿が両立すると、数が増えすぎて食料が不足するという問題があるのは事実ですが、人類進化の大半は厳しい野生環境にあり、増えすぎることを心配するよりも、絶滅しないように踏みとどまることに多大な努力が向けられていました。
ですが、増えすぎを心配しなくていい状況においてですら、生殖能力と寿命の両立は困難だったでしょう。
というのも、自然選択においては、生殖のほうが遥かに重要な要素になるからです。
自然界を見回して生殖能力強化と長寿化のどちらを種の繁栄手段として選択しているかをみれば、ほとんどの場合で生殖能力が選ばれていることがわかります。
多くの生命にとって生殖力が強化される変異を得られるならば、寿命は犠牲にしてもかまわない（どうでもいい）のでしょう。
巨大な脳を持つ人間やゾウの場合、知識の蓄積と維持という観点において有利なために長寿化したと考えられています。
しかしその場合でも、生殖能力の強化のために多少の寿命を切り捨てるという選択は、集団内部で自分の遺伝子を拡散するのに有利に働きます。
また生殖能力は若い間に必要とされますが、高齢になってからはあまり必要とされません。
そのため生殖能力がある若い時期に有利な変異を積極的に受け入れ続けてきた結果、寿命に悪影響が及び、やがてトレードオフ的な関係が成立したと考えられます。
つまり老化は早期かつより多くの生殖のための自然選択を行った結果の副産物であるとも言えるでしょう。
では、生殖能力の強化と寿命の短縮は、現在の人類でも起きている現象なのでしょうか？
今回の研究では答えを得るべく、1940年生まれのヒトの遺伝子と1965年生まれのヒトの遺伝子を比較しました。
結果、1965年生まれのヒトのほうが、生殖能力を高める変異が多くなっていることが判明しました。
トレードオフの仮説に従うならば、25年間の間に人類の寿命も削られたことになります。
つまり生殖能力と寿命のトレードオフは現在進行形で人類の内部で起きているわけです。
ただ医療技術などの環境要因の改善が極めて強力に働いており、個人レベルでのトレードオフは見えにくくなっています。
そのため今回の研究では、同じ条件である人々を集めて比較がなされており、トレードオフが検知できるほど環境要因の排除が実現しました。
人間において拮抗的多面発現仮説（生殖能力と寿命のトレードオフ）が明確に実証されたのは今回の研究がはじめてと言えるでしょう。
研究者たちは今後、アフリカ系やアジア系の人々にも同じ現象（生殖能力と寿命のトレードオフ）が起きているかを調べていくと述べています。
参考文献
Genetic mutations that promote reproduction tend to shorten human lifespan, study shows
https://news.umich.edu/genetic-mutations-that-promote-reproduction-tend-to-shorten-human-lifespan-study-shows/
元論文
Evidence for the role of selection for reproductively advantageous alleles in human aging
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh4990
ライター
川勝康弘: ナゾロジー副編集長。 大学で研究生活を送ること10年と少し。 小説家としての活動履歴あり。 専門は生物学ですが、量子力学・社会学・医学・薬学なども担当します。 日々の記事作成は可能な限り、一次資料たる論文を元にするよう心がけています。 夢は最新科学をまとめて小学生用に本にすること。
編集者
海沼 賢: 以前はKAIN名義で記事投稿をしていましたが、現在はナゾロジーのディレクションを担当。大学では電気電子工学、大学院では知識科学を専攻。科学進歩と共に分断されがちな分野間交流の場、一般の人々が科学知識とふれあう場の創出を目指しています。