竜太のテクニカルメモ

物理やへっぽこなゲーム作りについて易しく解説するよ

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木の枝の本数や位置は何故動物の手足のように決まってないのか?

ども,竜太です.

今回は木の枝の本数や位置は一本一本の木でバラバラなのに動物の手足は何故決まった位置と本数を持つのかについての僕の仮説をご紹介します.

実は生命科学では依然として手足の生える位置の原理が解明されていない!

これは意外に思えるかもしれませんが,生命科学の分野では依然として手足がなぜその位置に生えるかはっきりとは分かっていないようです. そこで僕は生命科学における重要な指導原理として『パーツ仮説』と『パーツ相関仮説』というものを考えました.

ステーキ肉の実がなる木や一年草は作れるか?

唐突ですが,ステーキ肉やハムが実になる木は作れるでしょうか? 未来の技術で遺伝子工学をフルに使えば遠い将来可能かもしれませんね. でも,その時使われる技術はどういった原理でそれらの人造肉を作るのでしょうか? そこで今回僕は次の『パーツ仮説』と呼ばれる仮説が成り立つならば,比較的容易に肉のなる木などを作れることに気が付きました.

パーツ仮説とは?

僕の考えたパーツ仮説とは次のものです: 例えば植物の木の実には次の性質があります. スイカを例に出しましょう. スイカは次の要素から成り立っています.

  • 実の形状
  • 実の味などをつかさどる成分,素材
  • 実の歯ごたえなどに影響する繊維的な構造
  • 実の色や模様

これが生命科学?と言われそうですが,私の考えた『パーツ仮説』とは次のものです: 「原則的に形状,素材,微細構造,色や模様などはそれぞれ独立に遺伝子的に定義されており,それぞれを独立に操作できる.」 もちろんこれには例外があり,例えば人間の血液が赤いのは酸素を運ぶ機能があるヘモグロビンが赤いからなので,酸素を運ぶ機能と血液の色を独立に操作できるわけではありません.このため,僕のパーツ仮説には一定レベルの破れがあります.これを僕は『パーツ仮説の破れ』と呼んでいます.

パーツ仮説の破れが小さければ比較的簡単に人造肉が作れる

例えば木の実の素材をスイカから牛の肉の素材の遺伝子に置き換えたらどうでしょうか? パーツ仮説の破れが十分に小さい場合,スイカの実は中身が肉の素材になるでしょう.ただし,パーツ仮説通りなら植物由来の繊維構造はスイカと同じままかもしれません. そこでそれぞれのパーツ因子をスイカから牛の肉に置き換えるとようやく牛の肉らしいものになるわけです(もちろん生肉ですが) しかし,パーツ仮説だけでは明らかに欠陥があります.というのも,実の形状や微細構造を作るには自分の細胞が今実のどこの部分を作っているのか,自ら分かっていなければならないからです.典型例ががん細胞でがん細胞は今自分が組織のどこの部分を作っているのか全く分かっていません.そのため形状が臓器の形状から逸脱してしまうのです. このパーツとパーツの位置関係などを把握する関係のことを『パーツ相関関係』と呼び,それを担う遺伝子を『パーツ相関因子』と呼ぶことにします.

パーツ相関因子はどこに何を記述するのか

また,唐突ですが,手や足は胴体から生えるのかあるいは手や足から胴体が生えるのでしょうか? 普通に考えれば胴体から手や足が生えると考えるのが一番自然でしょう. しかし植物の例を考えると根っこを切断した草から根が生えたり,根だけの植物から茎が生えたりなどする例は枚挙にいとまがありません. ここから言えるのはパーツ相関因子は胴体の側の遺伝子にも手足の側の遺伝子にも両方あり,万能細胞が分化して手足や胴体になった時, その分化細胞の両方のパーツを記述するところに2重に書かれているということです,しかも組み合わさり方も記述されているはずです. また,パーツ因子がパーツ相関関係が記述される遺伝子のどの位置に複数書かれるかによって例えば胴体のどの位置に手足が生えるかが決まります. このとき,原則として同じ因子は複数個存在してはならないことに注意してください.例えば右手が二つパーツ因子として登録されると 遺伝子が不安定になり奇形状態になります.例えば結合双生児は決して人権などは侵害すべきではありませんが,この意味での奇形です. 人間や動物が通常手足の本数や位置がみな一定なのはパーツ因子に全く同じもの,例えば右手が二本などとなっていないからでもあったのです.

植物と動物はどう違うか?

例えば木は何故枝の生え方がバラバラなのでしょうか? これはパーツ相関関係で説明が付きます. 木の場合,パーツ相関因子の扱いがやや緩やかで全く同じパーツである枝が何重にも登録されているからなのです. この為,木の場合枝の本数をコントロールすることが不可能になります.同じことは人間の髪の毛にも当てはまり, 髪の毛の本数を人間はコントロールできません.

人造肉は作れるか?

パーツ仮説とパーツ相関関係を理解した今,人造肉は比較的容易に作れる可能性があります. 特に一年草が有望でしょう. パーツ単位で見た場合,次の操作が必要でしょう:

  • 植物の葉緑素を抜く
  • 肉の血合いの味を表すヘム鉄の遺伝子を入れる
  • 牛肉や豚肉などのたんぱく質や脂質などの遺伝子を入れる
  • 倍数体にして可食部を増やす
  • 肉の繊維構造をパーツ相関因子を入れて作る

人造肉は有害ではないのか?

人間が人造肉を食べるとき,決してその遺伝構造がそのまま吸収されるわけではないことに注意してください. 必ず,小さな分子まで分解されなければ消化器官を通して人体に吸収はされません. この為,ふぐ毒のような元々毒性のある物質でない限り,どんな遺伝構造でも毒にはなりません. ちょっと気持ち悪いですが,がん細胞を食べてもがんにはならないのです.

人体はロボットなのか?

ここまで読んで来れれた方にはご想像がつくように,生体はかなりの意味でロボット的であることが分かります. 残された問題は複雑系だとしても人の心が量子情報である可能性が否めない点ぐらいです. 生物はかなりの意味でロボット的といえそうです.

この案を商品化してもいいよという方がいらっしゃったらご連絡お待ちします. iPS研とか如何でしょうか?

ここまで読んでくださって有難うございます. 何か間違い等ございましたら,ご報告いただけると幸いです^^


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