フルーツコウモリが大量の砂糖を食べても糖尿病にならない理由

フルーツコウモリの中には、生き延びるためだけでなく、繁栄するために、毎日体重の2倍もの甘いマンゴー、バナナ、イチジクを食べるものもいる。人間と違って、この空飛ぶ哺乳類は基本的にずっと甘いものが好きで、糖尿病などの健康への悪影響は出ない。1月9日にネイチャー・コミュニケーションズ誌に掲載された研究によると、遺伝的適応が、彼らの甘い食事が有害にならないようにするのに役立っていることがわかった。

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この研究は、将来的に糖尿病の治療に影響を及ぼす可能性がある。米国疾病管理予防センター（CDC）によると、糖尿病は推定3,800万人の米国人を悩ませている。糖尿病は米国における死亡原因の第8位であり、腎不全、下肢切断、成人の失明の主な原因となっている。

「糖尿病になると、人体はインスリンを生成したり感知したりすることができなくなり、血糖値のコントロールに問題が生じます」と、研究の共著者でカリフォルニア大学サンフランシスコ校の遺伝学者ナダブ・アヒトフ氏は声明で述べた。「しかし、オオコウモリは血糖値を確実にコントロールする遺伝子システムを持っています。私たちはそのシステムから学び、人間のためのインスリンや糖分感知療法を改善したいと考えています。」

フルーツコウモリと昆虫コウモリ

毎日、オオコウモリは20時間ほど眠った後に目覚め、果物を食べて、巣穴や木、あるいは人間が作った建造物に戻ります。オオコウモリが大量の糖分を食べて繁栄できる理由を解明するため、研究チームはコウモリの膵臓と腎臓がどのように進化したかに注目しました。膵臓は腹部にある臓器で、血糖値をコントロールします。

研究者らは、ジャマイカオオコウモリを、オオコウモリと呼ばれる昆虫食のコウモリと比較しました。彼らは遺伝子発現（どの遺伝子がオンまたはオフになっているか）と遺伝子発現を制御する調節DNAを分析しました。これを行うために、研究チームは個々の細胞に存在する遺伝子発現と調節DNAの両方を測定しました。これらの測定により、コウモリの器官を主に構成する細胞の種類と、これらの細胞がコウモリの食生活を管理する遺伝子発現をどのように制御するかがわかります。

研究チームは、オオコウモリの膵臓と腎臓の構成が、糖分の多い食事に適応するように進化したことを発見した。膵臓には、体に血糖値を下げるよう指示する必須ホルモンであるインスリンを生成する細胞が多くあった。また、グルカゴンと呼ばれる別の糖分調節ホルモンを生成する細胞も多くあった。オオコウモリの腎臓には、血液を濾過する際に不足している塩分と電解質を捕捉する細胞が多くあった。

DNAの変化

研究チームは、この背後にある遺伝学を詳しく調べた結果、これらの細胞内の調節DNAが、果実の代謝に適切な遺伝子のオン/オフを切り替えるように進化していることを発見した。昆虫を食べるオオコウモリは、タンパク質を分解して水分を節約する細胞が多く、これらの細胞内の遺伝子発現は昆虫の食事に対応できるように調整されていた。

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「インスリンとグルカゴン遺伝子の周りのDNAの構成は、2種のコウモリの間で非常に明確に異なっていました」と、研究の共著者でメンロ大学の生物学者であるウェイ・ゴードン氏は声明で述べた。「遺伝子の周りのDNAはかつては『ジャンク』と考えられていましたが、私たちのデータは、この調節DNAがオオコウモリが血糖値の急激な上昇や低下に反応するのを助ける可能性が高いことを示しています。」

オオコウモリの生物学的特徴の一部は糖尿病を患う人間に見られるものと似ているが、コウモリが同様の健康被害をもたらすことは知られていない。

「DNAの一文字に小さな変化を加えるだけでも、この食生活はオオコウモリにとって実行可能なものになる」とゴードン氏は言う。「アメリカ人の3人に1人が糖尿病予備群である現状を改善するには、このような高糖代謝を理解する必要がある」