この画像を大きなサイズで見るタコやイカなどの頭足類は無脊椎動物にもかかわらず高度な知能を持っている。迷路を解いたり、一瞬で体の色を変えて身を隠したり、身振り手振りで仲間とコミュニケーションをとることができる。
科学者たちはこの愛すべき、そして食べてもうまい知恵者の頭足類の魅力にはまり日々、研究を行っている。
オーストリアのウィーン大学の研究チームは、遺伝子そのものではなく、細胞の中でDNAがどんな形に折りたたまれているかに注目し、タコやイカの賢さの秘密に迫った。
数億年前にタコやイカのゲノムの並び順が変わったことで、DNAの折りたたみ方も変化し、脳や神経系を発達させた可能性があるという。
この研究成果は『Nature Communications』誌（2026年10月9日付）に掲載された。
なぜタコやイカは高度な脳を持つのか？DNAを分析
なぜ、無脊椎動物の中で、タコやイカなどの頭足類だけが複雑で高度な脳を手に入れられたのか？
長年の生物学の謎であり、これまでもさまざまな研究が行われてきた。
今回、オーストリア・ウィーン大学の研究チームは、細胞の中でDNAがどのように折りたたまれているかに着目した。
そもそもDNAとは、生物の体を作るための「巨大な設計図」のようなものだ。細胞の核の中に、ひも状になって収められている。
細胞の中で、DNAのひもはまっすぐな状態ではなく、複雑な立体構造に折りたたまれて収納されている。
DNAのひもの中には、体を作る意味を持った部分である「遺伝子」と、その遺伝子をいつ働かせるかを指示する「スイッチ」の部分がある。
ひもが折りたたまれると、まっすぐな状態では遠く離れていた遺伝子とスイッチが近づき、互いに影響し合うようになる。
ひもの「折りたたみ方」が変われば、遺伝子の働き方も変わってくる。
頭足類の祖先は数億年前、ゲノム（遺伝情報全体）の並び順が大きく入れ替わるという劇的な変化を経験した。
ウィーン大学のテア・ロジャース博士らは、この入れ替えの後でタコやイカのDNAの折りたたみ方がどう変わったのかを調べた。
この画像を大きなサイズで見るDNAの並びが入れ替わり影響を与えるように
DNAのひもの並び順が大きく入れ替わった結果、細胞に収納される際、折りたたんだ時に隣り合う部分の組み合わせも大きく変わった。
これによって、かつては遠く離れていた遺伝子とスイッチが、3次元の空間で新しく隣り合うようになった。
新しく出会った遺伝子とスイッチは互いに影響を与え合い、独自のネットワークを作り上げた。
長い進化の過程でこのつながりが定着し、タコやイカに新しい遺伝子の働き方が生まれたと考えられる。
研究チームはこの現象を「制御の絡み合い（regulatory entanglement）」と名付け、DNA同士の新しいつながりが、タコやイカに新しい遺伝子の働き方を生み出したと考えている。
この画像を大きなサイズで見る命を守る「土台」と、脳を発達させる「小さな輪」
DNAの折りたたみ方が変わる際、構造の大きさによって影響の受け方が違っていた。
大きく折りたたまれた区画は、進化の過程でも壊れることなく、タコやイカの体でほぼ同じ形を保っていた。
この変わらない土台が、生きるために欠かせない基本的な働きを守っている。
一方で、DNAのひもが「小さな輪」を作って遠くの部分を引き寄せる構造は、とても変化しやすかった。
この形を変えやすい小さな輪は、タコやイカの神経系に関わる遺伝子の近くでたくさん見つかった。
柔軟な輪の構造が、新しい脳の特徴を生み出す役割を担ったようだ。
この画像を大きなサイズで見るDNAの折りたたみ方がタコやイカの脳を発達させた可能性
これまで、DNAの折りたたみ方は進化の結果としてできあがったものだと考えられてきた。
今回の研究は、DNAのひもが細胞の中でどう折りたたまれるかという構造の変化そのものが、タコやイカの複雑な神経系を生み出すのに重要な役割を果たし、高度な知能を生み出す直接的な原因になっている可能性があるというものだ。
タコやイカの祖先は、DNAの並び順が入れ替わったことで細胞内での収納方法が変わり、遺伝子とスイッチの新しいネットワークを手に入れた。
基本的な命の働きを守りながら、同時に新しい脳の働きを生み出すこの見事な仕組みが、無脊椎動物の中で頭足類だけがずば抜けて賢くなった秘密かもしれない。
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