5億年前に脊椎動物への進化を解き放った遺伝子ファミリーをCRISPRで特定

コロラド大学ボルダー校主導の研究で、脊椎動物と無脊椎動物を別ける特性は、5億年前の新しい遺伝子セットの出現によって可能となり、新しい遺伝子が脊椎動物の新しい形質の進化において重要な役割を果たしたことを発見した。2020年9月16日にNatureのオンラインで公開されたこの研究成果は、脊椎動物にのみ見られる遺伝子ファミリーが、胚発生時に脊椎動物に特有の頭の骨格やその他の形質を形成するために重要であることを示している。 この論文は「エンドセリン経路の進化が神経堤細胞の多様化を促進した（Evolution of the Endothelin Pathway Drove Neural Crest Cell Diversification.）」と題されている。

「すべての動物は、基本的に同じ基本的なレゴブロックのピースの組み合わせを持っている。この論文が示しているのは、脊椎動物にはそれに加えていくつかの特別なピースがあり、それらの特別なピースを特定することだ」と、生態学と進化生物学の准教授で、この論文の上級著者のDaniel Medeiros博士は述べている。脊椎動物のこれらの特別な部分は、「エンドセリンシグナル伝達経路」として知られている。これは、細胞が互いにどのように話すかに影響を与える遺伝子のセットだ。研究者らは、この遺伝子ファミリーが神経堤細胞（骨格部分、色素細胞、末梢神経系などの独特の脊椎動物の特徴に発達する細胞）が増殖し、体全体のさまざまな役割に特化できるようにする役割があることを発見した。
進化論は、新しい形質の進化におけるゲノム重複の役割に重きを置いてきたが、それには正当な理由がある。ゲノムが複製されると、既存の遺伝子の新しいコピーが生物の中で新しい役割を担うことができる。しかし、以前のアイデアは主に観察に基づいていたため、Medeiros博士は、遺伝子重複によって脊椎動物が特別なものになる可能性があるかどうか、またはまったく新しい遺伝子の出現が役割を果たす可能性があるかどうかをテストしたいと考えた。