the nature versus nurture debate from a fresh perspective.

”生まれ　vs　育ち”　論争の中で 悩んでいました

You see, I had been trained as a geneticist

私は遺伝学者としてのキャリアを積みました

and had spent my career manipulating DNA

自分のキャリアを DNA を操作することに費やしていました

and seeing the profound consequences in a lab setting

そして　研究室内では DNAの大きな影響を目の当たりにしていたので

so I'd always put my money

私はその議論における

more on the nature, or the genetic side of the debate.

”生まれ”　つまり遺伝子の側に より多くの確信を持っていたのです

But, as my doctor revealed to me that I was pregnant with identical twins,

しかし　医師に一卵性双生児を 妊娠していると告げられた時

I realized that my convictions were about to be put to the test.

自分の考えが実際に試される時が来たと思いました

For starters, we had not budgeted on two daycare bills at once.

第一に　私は2人分の保育料を 予算に組んでいませんでした

So I have half-jokingly started to wonder what would be the consequences

ですから　私は冗談半分に 行く末を考え始めました

maybe, if we just sent one twin to daycare

多分　勤務時間中に 双子のうち１人を保育に預けて

and maybe just kind of tuck the other one in my office drawer during the workday.

もう1人をオフィスの引き出しに 押し込んでおくのはどうかなと

(Laughter)

（笑）

Despite their identical DNA, I somehow doubted

なぜか　DNAが同一でも オフィスの引き出しの中にいる双子の方には

that things would turn out all that well for the twin in the office drawer.

問題が起こるのではないかと 私はちょっと考えたのです

(Laughter)

（笑）

Identical twins have had a profound impact

一卵性双生児は科学者たちにとって

on scientists' understanding of nature and nurture.

”生まれと育ち”を理解するうえで この上ない影響力を持ち続けてきました

Studies on identical twins who were separated at birth

出産直後に別れ　別々の家庭で育てられた 一卵性双生児を研究することは

and raised in separate households have helped us understand

”生まれ”=DNAにより多く影響される特性と

different traits that are more affected by nature, or DNA,

”育ち”=家庭環境により多く影響される特性を

versus nurture, or the home environment.

私たちが理解する一助となります

For example, some traits, like IQ or criminal tendencies,

例えば　IQ（知能指数）や犯罪傾向などの いくつかの特性には

are more affected by your DNA than the house that you grew up in.

家庭環境よりも DNAの方がより強く影響しています

On the other hand, other traits, like depression in men,

一方で　男性のうつ病や 好む政党の傾向などは

or your preference for a particular political party,

遺伝子よりも育った環境の影響が

are more influenced by your environment than by your genes.

大きいのです

What about identical twins who are raised in the same home environment?

では　同じ家庭環境で育った 一卵性双生児はどうでしょうか？

Their nature and their nurture are almost the same.

この双子の生まれと育ちは ほとんど同じです

And yet, any parent of identical twins, myself included,

それでも　私を含む 一卵性双生児の親は

can quickly point out differences in their children.

自分たちの双子の違いを すぐに見つけることができます

One twin may have more of a preference for certain types of foods,

双子うち1人だけが特定の食べ物を好んだり

or may have more aptitude for a certain sport or musical instrument.

ある特定のスポーツや 楽器の演奏が得意であったりします

And sometimes, health differences can arise in these children.

そして時々　健康の違いが 双子の間に生じる可能性があります

For example, there are reports of autism,

例えば　幼い時期に 自閉症　ぜんそく　双極性障害（躁うつ病）が

or asthma, or bipolar disorder

双子の一方にだけ発症したという報告があります

arising in one twin at a young age while the other one remains unaffected.

もう一方が未発症であるのにも関わらずです

How do we explain these differences,

このDNAが同じである子どもたちの

given that the DNA is the same in these children?

違いについて どう説明したらよいのでしょうか？

And for the large part, their home environment has been the same too.

もちろん　彼らの家庭環境の大部分は同じなのです

Well, it turns out that some of these differences can be explained

そうです　それらの違いのいくつかを説明できる 3番目のものが判明しました

by a third, very powerful influence on our lives, besides nature and nurture.

"生まれと育ち" 以外のそれは 私たちの生活にとても強く影響します

This is epigenetics.

それがエピジェネティクスです

I'm going to talk to you today about what epigenetics is

本日　皆さんには エピジェネティクスとはなにかということと

and how it impacts your life, even if you're not an identical twin.

あなたの生活にどう影響するのかを説明します 例えあなたが一卵性双生児ではなくてもです

Before we talk about epigenetics, we need to consider our DNA

エピジェネティクスについて話す前に DNAについて考える必要があります

and how it fits into our cells because, believe it or not,

それがどうやって細胞内に納まっているかも　 なぜなら信じようと信じまいと

of the 50 trillion or so cells in your body,

50兆個ほどの細胞が体にはあり

each one contains about six linear feet of DNA.

その全部に1.8メートルの 細長いDNAが入っています

If we were to stretch it out, it would be about as tall as a pretty tall man.

もしも それを引っ張り出したなら 背のとても高い男性と同じ高さになるでしょう

So how in the world do we fit that amount of genetic material

なので　一体どのようにしてそんな大きさの 遺伝物質を

into something the size of a cell nucleus,

40万分の１のサイズの細胞の核に

which is 400,000 times smaller?

納められているのでしょうか？

Well, the answer is that we do it by wrapping our DNA

答えは ヒストンと呼ばれるタンパク質の集合に

around clusters of proteins called histones.

DNAを巻き付けているからです

You can think of histones like molecular spools.

ヒストンは分子の糸巻のように考えることができます

There are about 30 million of these spools in each of your cells.

細胞の1つ1つの中にはそんな糸巻が 約3千万個も入っているのです

So this helps explain how you fit

これで　この大量のDNAが

such a tremendous amount of DNA into a small space.

小さな空間に納まる方法の説明がいくと思います

We call this combination of histones and DNA, chromatin.

このヒストンにDNAの巻きついたものは クロマチンと呼ばれます

While chromatin solves

クロマチンが細胞内に

this tremendous packaging problem that the cell has,

DNAを詰め込む問題を解決すると同時に

it also presents a new one for the cell.

細胞に新しい問題をもたらします

This is one of DNA accessibility because keep in mind

それはDNAの到達しやすさです なぜならDNAの機能単位は

that the functional units of DNA are actually the genes encoded in it.

コード化された遺伝子だからです これは覚えておいてください

These are the instructions for the cell.

これらは細胞にとっての説明書です

There are what tell the cell what to do and who to become

そこには細胞の働きや 分化に関する情報があります

and yet, when these genes are tightly compacted into a chromatin structure,

しかし 遺伝子がクロマチン構造の中に 固くギュッと締まっている時には

the cell in unable to read them, they might as well not even be there.

遺伝子がそこにあるにも関わらず 遺伝子は解読できない状態にあります

This is where epigenetics comes in.

ここがエピジェネティクスの出番です

'Epi' meaning 'on top of' and 'genetics', your 'genes',

”エピ” は ”の上に” ”ジェネティクス” は ”遺伝子” です

literally refers to a set of instructions

文字通り　 エピジェネティクスとは

that sits down on top of our DNA and our histones.

”DNAとヒストンの上に乗っている” 説明書という意味です

Epigenetic marks are small chemical tags which sit down on our chromatin

エピジェネティク・マークは クロマチン上に存在する小さな化学的符号で

and can help instruct it whether to compact or decompact.

構造を締めるか緩めるかという クロマチンへの命令を補助するものです

Those instructions can then affect

それらの命令は細胞がどのように

how the cell reads the underlying genes encoded in the DNA.

DNAに書かれた遺伝コードを読み取るかに影響します

So, to show this schematically,

ですから　この図のように

some Epigenetic marks, shown here in red, can help condense chromatin.

赤く示したエピジェネティク・マークは クロマチンの凝縮を促進します

When they do this, they obscure the underlying genes,

それが起こると 潜在的遺伝子は妨害され

preventing the cell from being able to read them.

細胞は遺伝情報の解読ができません

They turn those genes off.

このエピジェネティク・マークは 遺伝子をオフにするのです

Other Epigenetic marks, shown here in green,

緑色で示されている 他のエピジェネティク・マークは

can help decondense the chromatin.

逆にクロマチンの脱凝縮（緩めること）を促進します

When they do this, the gene becomes accessible to the cell,

それが起こると細胞内で 遺伝子への到達しやすさが増し

the cell is able to read it and turn it on.

細胞は遺伝子読解を オンにします

These types of Epigenetic marks are profoundly influential to our biology.

これらのエピジェネティク・マークは 生物学的機能と深く結びついています

Consider, for example,

例えば

what is it that makes our cells different from one another,

何が違った種類の細胞を 作るのでしょう

what makes them look and behave differently,

形状や働きの違うものに変えるのでしょう

what is it that makes a muscle cell, for instance,

例えば筋肉の細胞は

look different from a neuron?

神経細胞とは形状が違いますね

After all, these cells contain exactly the same DNA

つまり　これらの細胞は 全く同じDNAを持っているのに

but it's their Epigenetic instructions that help tell them

どの細胞のどの遺伝子を オン/オフにするのか

which genes to turn on and which ones to turn off.

命令を促進する役目をする エピジェネティクな指示が違うのです

With those different genes at play, these can become very different cells.

異なった遺伝子が機能することで 全く違う細胞になるのです

You might be wondering when does all this Epigenetic information

皆さんは　この全てのエピジェネティク・マークが いつ クロマチンに定着するのか

get laid down on our chromatin?

不思議に思っているでしょう

The answer is that much of it happens during our embryonic development.

多くのエピジェネティク・マークは 胚発生の間に定着します

Interestingly, when you were first conceived,

興味深いことに　妊娠してすぐの

and you were just comprised of a few, undifferentiated embryonic stem cells,

細胞分裂が始まったばかりの時 体中どの細胞にも変化できる

which had the potential to become any cell in your body,

未分化な胚性幹細胞の時は

your chromatin didn't have many Epigenetic marks on it.

クロマチンはまだ　それほど多くの エピジェネティク・マークを持っていません

It was only as your cells began to divide

細胞が分裂を開始し

and receive signals and information from surrounding cells,

周辺細胞からの信号や情報を受けた時期に

that the Epigenetic marks began to accumulate

エピジェネティク・マークは蓄積し始め

and then the genes began to get turned off and turned on,

そして 遺伝子をオン/オフし始めます

and the muscle cell became very different from the neuron.

筋肉細胞は神経細胞とはかけ離れたものになります

This brings me to a really important point about epigenetics.

エピジェネティクスにおいて 非常に重要なポイントは

Epigenetic marks can be influenced by the environment.

エピジェネティク・マークは 環境により影響される可能性があるのです

When I say environment, I don't just mean the surrounding cells

この場合の環境とは 神経細胞に周辺細胞が神経の形になれと命令するような

that tell a neuron to become a neuron.

細胞間の環境のみを 意味しているのではありません

I also mean, the environment outside of the developing embryo.

成長する胎児の 外側の環境のことも指しています

So the food that the mom eats, or the pre-natal vitamins that she takes,

母親の食べた物や 妊娠中に摂ったビタミン類

or the cigarettes that she smokes,

喫煙

or the stresses that she encounters at home or at work,

家庭内や仕事場で受けたストレス

can all be transmitted as chemical signals

これらは全て化学シグナルとして血流に乗って

through her bloodstream to her developing fetus,

発育中の胎児に到達するかもしれないのです

where they can get laid down as Epigenetic marks

胎児の遺伝子や 将来の健康に影響する

that affect the fetus' own genes and long-term health.

エピジェネティク・マークとなるかも知れないのです

This has been shown experimentally in mice.

このことはマウスの実験において示されています

Mice contain a gene called agouti, which makes them obese and yellow

マウスはアグーティ遺伝子を持っていて その遺伝子はマウスを太らせ黄色にします

and susceptible to diseases, like cancer and diabetes.

またガン　糖尿病のような病気を 引き起こすのではないかと言われています

This gene and these traits can be passed down

この遺伝子と特徴はDNAを介して

from generation to generation through DNA so that an agouti mother will give rise

世代から世代へと遺伝していくので アグーティ遺伝子を持つ母親は

to a fat, yellow, disease-susceptible offspring,

その子が同じアグーティ遺伝子を持っているなら

if that offspring contains the agouti gene.

太った 黄色の 病気になる傾向のある子を 産むことになるでしょう

Here's something interesting about the agouti gene.

でもアグーティ遺伝子は興味深いことに

It can be turned off, if silencing Epigenetic marks accumulate around it.

不活性化エピジェネティク・マークが 周囲に蓄積するとオフになるのです

So, if a pregnant agouti mother is fed a diet

なので もしアグーティ遺伝子を持つ母親が

which is supplemented with these silencing Epigenetic marks,

エピジェネティク・マークを不活性化する 食事を与えられたなら

those marks will be chemically transmitted to the DNA of her embryo,

それらのマークは 化学的に胎児のDNAに伝えられて

where they'll accumulate around that agouti gene

アグーティ遺伝子の周りに蓄積し

and effectively turn it off.

アグーティ遺伝子をオフにするでしょう

Her embryo will maintain those marks.

すると　胎児はその状態を保ち

So it will be born and grow up

そして生まれた後 大人になっても

to be an adult mouse that's thin, and brown, and healthy.

そのマウスは痩せて茶色で健康です

Even though this mother is genetically identical

例えこの母親がDNAの全く同じ

at the DNA level to both sets of this offspring,

子どもたちを持ったとしても

you can see that the diet that she consumed during her pregnancy

妊娠中に食べた食事が

can affect the health and appearance of her offspring.

子どもたちの健康や形質の差異をもたらす可能性を お分かりいただけたと思います

This has, of course, implications beyond the mouse world,

それはもちろん マウスのことだけではありません

because studies in humans have shown

なぜなら ヒトにおける研究でも

that women who don't eat well during their pregnancy, who eat bad foods,

妊娠中に間違った食べ方をしていると

will go on to have children

その子どもたちが

who are more susceptible to developing obesity and cardiovascular disease.

肥満と心臓病を起こしやすくなると 示されています

Likewise, if women smoke during their pregnancy,

同様に　妊娠中の喫煙も

their children will grow up to have a greater chance of developing asthma.

子どもが喘息を発症する 可能性を増加させます

These correlations between maternal behavior during pregnancy

こういった 妊娠中の母親の行動と

and the long-term health consequences for their offspring

その子どもの将来の健康状態の関係は

are thought to be linked by epigenetics,

皆さんがここで マウスを例としてご覧になった

much as you've seen here in the case of mice.

エピジェネティクスによるつながりだと 考えられます

Another important point to make about epigenetics is

エピジェネティクスについての もう１つの重要なポイントは

that these types of marks can be transmitted

このようなエピジェネティク・マークが伝搬するのは

not only from a pregnant female to her fetus

妊娠中の母親から胎児へだけでなく

but also from generation to generation

マークが卵子/精子の遺伝子に定着すると

if the marks are put down on our sperm or eggs.

世代から世代へと遺伝することです

So, if you're in the audience and you're not pregnant,

ですから　皆さんの中で妊娠していない方や

and you're not even thinking about conceiving, think about this,

妊娠する気がない方たちも それについては考えてください

because the lifestyle decisions that you make today

なぜなら　現在のあなたのライフスタイルが

can still affect future generations.

数世代先の子孫に影響するかもしれないからです

For example, a long-term study was conducted in Sweden and England

例えば　スウェーデンとイギリスで 長期にわたって行われた研究は

that showed that young boys who overate or started smoking

若い男性が 精子の発育する思春期よりも以前に

during their pre-pubescent years, as their sperm was starting to develop,

食べ過ぎたり タバコを吸い始めると

went on to have sons and grandsons with significantly shorter lifespans.

彼の息子や孫息子たちは　有意に 寿命が短いということを示しています

It's believed that the Epigenetic marks

これは エピジェネティク・マークが

that were transmitted by their diet and smoking decisions,

彼らの食事と喫煙行動によって変化し

affected the long-term health of their future generations.

次世代の将来の健康に影響した と考えられています

This type of Epigenetic information, of course, can also be passed

こういった類のエピジェネティク情報は エピジェネティク・マークが卵子に付いた場合

through females to their daughters and granddaughters,

もちろん 女性からも娘へ そして孫娘へと

if the Epigenetic marks are laid down on their eggs.

遺伝していきます

The idea of transgenerational inheritance of Epigenetic marks

何世代にも渡ってエピジェネティク・マークが 遺伝していくという考えは

is still being debated and studied in terms of humans, but I should add

ヒトにおいては　未だに 議論され研究され続けています

that in non-human organisms, mice, flies, worms,

しかし ヒト以外のマウス、ハエ、ミミズにおいて

there's mounting evidence that this theory holds true.

その考えが真実を含んでいるという 証拠が積み重ねられているのです

In fact, it's being shown in the lab that over tens of generations,

実際に　実験室では何十世代以上も エピジェネティク・マークが遺伝した

Epigenetic marks can be passed down.

可能性が示され続けています

Another thing to know about epigenetics is that they don't just affect us

もう一つエピジェネティクスについて 知っておくべきことと言えば

when we're a developing embryo,

それらの影響は 私たちが発育途中の胎児の時だけ

or when the sperm and egg that conceived us were developing,

もしくは　精子/卵子が形成される時だけに 起こるのではなく

they can also affect us after our birth.

産まれた後も同じように影響するということです

This is particularly relevant as we think about our brains

これは生涯を通じて成長発達し続ける

which continue to grow and develop throughout our lives.

脳について考える時に重要です

Take this example from rats.

ラットを例にとってみましょう

Rats contain a gene called the glucacorticoid receptor

ラットは糖質コルチコイド受容体の 遺伝子を持っています

and this gene can be expressed, or read, in a certain region of the rat's brain.

この遺伝子はラットの脳の特定の領域で読み取られ

When it is, it helps the rat cope with stressful situations.

これが発現されると ストレス状況への対応を促します

So, the more receptor that the rat has in this region of the brain,

ラット脳のこの部位に この受容体が 沢山あればあるほど

the better it will handle stress.

上手くストレスに対処できるのです

There are studies that have shown that interactions

生後１週間の母ラットと子ラットの相互作用が

between a rat mother and her pups during the first week of their life

子ラットが成長して脳の中に保持する 糖質コルチコイド受容体の数

can have long-term consequences for how much glucacorticoid receptor

つまり　子ラットがストレスに どれだけうまく対応するようになるか

those pups will grow up to have in their brains

長期的に影響する可能性があることを

and therefore how well they will handle stress.

示した研究結果があります

This is how this works.

これがその仕組みです

When rat pups are born, their glucacorticoid receptor gene

子ラットが生まれた時 糖質コルチコイド受容体遺伝子の周囲には

is surrounded by a number of these silencing Epigenetic marks.

多くの不活性化エピジェネティク・マークがあります

This effectively turns the gene off.

これはこの遺伝子をオフにしています

Yet, if a rat mother extensively licks and grooms on her pups,

もし 母ラットが生後の１週間に 子ラットをよく舐めたり

basically takes good care of them, during the first week of their life,

手入れしたりと 面倒見がよかったならば

those Epigenetic silencing marks can be removed from the gene.

子ラットの不活性化エピジェネティク・マークは 取り除かれるかもしれません

This allows the glucacoid receptor gene to turn back on,

糖質コルチコイド受容体遺伝子はオンになります

and it stays on in those pups' brains throughout their lives.

この状態が生涯を通じて子ラットの脳に続きます

So they grow up to be well-adjusted animals

その子ラットはストレス対処ができる

who deal well with stress.

適応力のある動物に育つのです

If a rat mother ignores her pups

もしも　母ラットが子ラットを無視すると

(Laughter)

（笑）

that glucacoid receptor gene will maintain those silencing Epigenetic marks,

糖質コルチコイド受容体遺伝子は 不活性化エピジェネティク・マークを保持したままになり

they won't go away, and they'll stay in those pups' brains throughout their lives.

取り除かれません そして　子ラットの脳に生涯を通して留まります

These rats will grow up to be very anxious in stressful situations.

そんな子ラットはストレス状況に弱く育つでしょう

This actually brings up a really encouraging point about epigenetics

エピジェネティク・マークの付与が 可逆的であるということは

in that Epigenetic marks are reversible.

本当にエピジェネティクスの 勇気づけられる点だと言えるでしょう

So, if you've been sitting in the audience

もしも 観客の皆さんの中で

cursing your parents and your grandparents

ご両親や祖父母のことを 賢明でないライフスタイルや

for their poor lifestyle decisions, or for the lack of licking and grooming