私も脳の発生にずっと興味をもって研究してきました。私たちは、ウズラ胚の組織をニワトリ胚に移植してキメラ胚をつくる技術（『生命誌』9号参照）が得意なので、それを用いて脳の発生のいろいろな側面を研究しています。ウズラ胚の組織をニワトリ胚に移植し、初期の胚の細胞がどのように動いて脳のいろいろな部分が形成されていくのかをたどるのです。とくに小脳などでは、細胞の移動が活発に起こるので、初期の胚のどの部分が後に何になるのかの詳細が明らかになりました。

ホメオボックス遺伝子は、発生途中の後脳と呼ばれる部分で、興味深いパターンで発現しています。そこで、遺伝子の発現を指標として、個々の領域の運命がどこまで決定されているかを調べています。たとえば、ある特定のホメオボックス遺伝子が発現されている領域の組織を、その遺伝子が発現されていない領域に移籍してやります。もし、移植された組織の運命がまだ決定されていなければ、その場所にふさわしいように遺伝子の発現は変化するでしょう。逆に、移植された組織の運命が決定されておれば、遺伝子の発現は変化しないでしょう。

実験の結果は面白いことに、組織を後ろから前に移植した場合には、遺伝子の発現は変化せず、前から後ろに移植すると、移植された組織は、その場所にふさわしいように遺伝子の発現を変化させるということがわかりました。このことは、後脳の各部分は、後ろから次第に決まっていくということを示しています。

鳴き声キメラの実験は、私のところで研究していたバラバンという人が別のところで続けており、最近とても興味深い結果を出しています。 ウズラは、鳴き声を出すと同時に頭を振りますが、ニワトリは頭は振らず、また鳴き声もウズラとは違っています。彼は、移植実験によって、鳴き声を決める領域は中脳にあり、頭を振る動きは脳幹にあるということを見つけました。ウズラの鳴き声と頭の動きはつねに同時に起こるのですが、それが、脳の別々の部分に支配されているということがわかったのは、とても面白いと思います。

ニワトリには、昔から遺伝的にてんかんを起こしやすい系統が知られていました。ニワトリたちは、卵からかえるとすぐに発作を頻繁に起こしてしまいます。この異常が、脳の中のどの部分に原因があって起こるのかを、移植実験によって調べました。人間のてんかんの研究にもある程度役に立ったと思っています。

脊椎動物では、発生の初期に神経管の背中側の部分から「神経冠細胞」という一群の細胞が出現します。私は、どの部分の神経冠細胞が、体のどの部分に移動して何になるかをキメラ胚作成の技術を用いて完全に明らかにしました。それまでわかっていなかった抹消神経や、副腎のホルモン産生細胞などが、いずれも神経冠細胞由来であることがわかったのです。

同じような実験を頭の部分について行った結果、脊椎動物の頭にある構造は、脳や感覚器官と一部の組織を除いてすべて神経管の先端部から出現する神経冠細胞由来であることが明らかになりました。骨も軟骨もみなそうです。胴体の部分では、それらの細胞は「体節」という部分からできるので、私たちの発見はとても驚きでした。ところが、神経冠細胞は脊椎動物にはあってもそれ以外の無脊椎動物にはありません。つまり、極端に言えば、脊椎動物に頭があるのは、神経冠細胞が進化の過程で出現したからだということになります。

確かにそのとおり。しかし、体づくりの大まかな仕組みは、ホメオボックス遺伝子をはじめ多くの機構が動物に共通であるということがわかっています。ですから、たとえ頭部全体ができる仕組みの詳細は異なっていても、一部に共通の仕組みが見つかっても不思議ではないと思います。いずれにせよ、脳をはじめ体の構造の進化について議論するには、それぞれの生き物で形づくりの機構をもっと詳しく調べることが重要となるでしょう。