最近の研究では、デンキウナギの放電により、遺伝物質を環境から近くの動物の細胞に移すのに十分な電気エネルギーが発生することがわかりました。この発見は、デンキウナギや他の発電生物が自然界の遺伝子組み換えに影響を与えている可能性があることを示唆している。実験室環境におけるエレクトロポレーションでは、細胞に電場を印加して細胞膜の透過性を高め、外来 DNA を導入できるようにします。この技術は、研究実験、腫瘍治療、遺伝子および細胞ベースの治療に使用されるノックアウト マウスの作製にも使用されます。
今回、日本の名古屋大学の研究者らによる新しい研究は、デンキウナギが自然環境でエレクトロポレーションが可能であることを示した。
研究論文の責任著者である飯田厚夫氏は「エレクトロポレーションは自然界でも起こるのではないかと考えた。アマゾン川のデンキウナギが完全に動力源として、周囲に生息する生物が受容細胞として機能し、水中に放出された環境DNA断片が外来遺伝子となり、放出によって周囲の生物の遺伝子組み換えが起こる可能性があることに気づいた」と述べた。
デンキウナギは動力源、そうです。地球上で最大のボルトを生成する生物として、それらは 1 回の電気器官放電 (EOD) で最大 860 ボルトを放出できます。研究者らは、デンキウナギを生後6日目のゼブラフィッシュの幼生と一緒に淡水水槽に入れました。緑色蛍光タンパク質（GFP）を担持したDNAを水槽水に添加します。
麻酔をかけた金魚を餌として水槽に入れると、ウナギはEODを放出して金魚を食べてしまいます。 EODに曝露した後、研究者らは実体顕微鏡でゼブラフィッシュ幼生を検査し、UV光下で強い緑色蛍光を示した複数の細胞クラスターに焦点を当てた。合計 5.3% の幼虫細胞が GFP 陽性を示しました。
「これは、デンキウナギのパルス形状が通常エレクトロポレーションに使用される機械と比較して異なり、電圧が不安定であるにもかかわらず、デンキウナギの放電が細胞への遺伝子導入を促進することを示しています。デンキウナギや電気を生成する他の生物は、自然界の遺伝子改変に影響を与える可能性があります。」と飯田氏は述べた。
研究者らは、彼らの研究は環境遺伝子導入の証拠を提供するだけで、導入された遺伝子が将来の世代で遺伝因子として機能するかどうかを確認するものではないと指摘している。彼らは大腸菌などの単細胞生物を用いて遺伝子導入遺伝子を検証しようと試みたが、肯定的な結果は得られなかった。これはおそらく、ウナギによって生成される約200～250Vの電圧がエレクトロポレーションには十分ではないためと考えられる。大腸菌の場合、機械エレクトロポレーションでは通常、1 kV を超える放電電圧が使用されます。自然環境における放電媒介導入遺伝子の遺伝性を調査するには、さらなる研究が必要です。
研究者たちがその発見に興奮しているのは当然です。
飯田教授は「このような『思いがけない』『常識にとらわれない』発想に基づいて新たな生命現象を発見する試みは、生物の複雑さを世界に啓蒙し、将来のブレークスルーにつながると信じている」と述べた。
この研究はジャーナル「PeerJ: Life and Environment」に掲載されました。