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★日経サイエンス・ジャンクDNAに隠れていた真実を読んで★ 染色体は、蛋白質の設計図の役割をするDNAと、ジャンク（がらくた）DNAと呼ぶ蛋白質をコードしないDNA領域（イントロン；98％）から成っている。 さらに、DNA塩基配列の他に、もう一つ柔軟な情報を提供している。 それは、遺伝子として固定されないエピジェネテェック層をいう。そして、もう一つ付け加えたいのが、群れ内外の情報交換による意思を伝達調整機能？もあるのではと私は考えている。 つまり、生命は、DNA、ジャンクDNA、それらの集合であるモジュール単位で発揮している遺伝子、そして固定されないエピジェネテェック層、さらに上位の階層である恋人との恋、喧嘩、沈黙という互いの情報交換、それぞれが絡み合いながら、ミクロからマクロまでプログラミングされた情報で動いている。 ここで語るのは、生命骨格を形作るDNAではなく、最近話題となっているジャンクDNAだ。ジャンクDNAは冒頭で説明したとおりであるが、その役割が最近少しずつ分りかけてきた。例えば、虹彩に見られるこげ茶の斑点は染色体の科学的モデファイによって受け継がれ、このモデファイはジャンクDNAによっても調節されている。遺伝子の突然変異と異なり、これらの形質は可逆的である。 擬似遺伝子 ジャンクDNAの一部にはDNAの前段階のRNA遺伝子しか作らないものがあり、生命を形作る基本的情報以外の遺伝情報を司っていそうだ。例えば、ある活性化されたRNAが本物の塩基配列の似ているDNAに影響を与える場合がある。 広常真治教授が発見した擬似遺伝子、makorin-p1のmRNAが機能しなくなると、分解酵素により本来のmRNAが分解されてマウスにかなりの障害が出ることを突き止めた。 アンチセンスRNA すべての蛋白質生産遺伝子は、梯子の反対側に相補的DNA配列を持つが、通常これはRNAに転写されない。これをバックアップコピィと考えてきた。しかし、いくつかのケースではコピィ自身も仕事を持っている。遺伝子が意味を持つRNAメッセージを生産している時、相補的配列；アンチRNAを作り出している。 細胞内に2本鎖RNAが現れると酵素によって分断され2本鎖が分かれて1本鎖になる。そして、その一方を使ってその塩基配列にくっつく別のmRNAを探し出して破壊する。アンチRNAは、ウィルスがしばしば2本鎖RNAの形で進入してくるので、これを退治する可能性がある。
マイクロRNA この活性型マイクロRNAは2003年ヴァイゲルのグループがNatureに投稿した。初めて線虫から見つかったもので、ヘヤピンのように二つ折りになった短い非ｺｰﾃﾞﾆﾝｸﾞRNAだ。 ナズナの葉が、スプーン形のきれいな葉になるのは、このおかげだ。もし、マイクロRNAがなければ、たんぱく質生産遺伝子の暴走を許し、様々の奇形を持った葉を生じさせる これまで見つかった150個あまりの人のマイクロRNAはどんな働きをするのかまだ分っていない。 リボスイッチ リボスイッチという役割もある。これのみではDNAのように蛋白質を作れないが、targetとなる化合物や蛋白質のみに反応する、いわゆるスイッチである。生命の起源を思わせる基本的生化学反応だ。生命の大先輩・古細菌も精密なリボスイッチを持っている。この反応があったからこそ生命が発生した。 エビジェネチック層 日経サイエンスの記述をそのまま転写すると 英国の遺伝学者ウォディントンが提唱したエビジェネチック・ランドスケープの概念図。生物個体の発生過程で、多少の撹乱があっても、まるで谷を転がる球のように最終的には同じ表現型に行き着く。だが、撹乱が大きすぎると、球は分水嶺を越えてまったく別のところに落ちていく。表現型の変化はしばしば不連続で、中間的なものがないことも、この考えを説明できる。 これを言い換えれば、爬虫類のワニと亀が種を異にしたのは、個々の少しずつ変化するのではない。足、推骨、助骨の違いなど、ドメイン、またはモジュール単位である程度蓄積された変化したDNAが、あるポテンシャルバリアの境界を越えると急速に違った安定した種に変化することである。遺伝子と異なり常時慌しく書き込まれ、消去され、書き込まれる。 そして、活性型RNAが、この染色体のエビジェネチック層（大規模構造）に一役買っていることが判った。 人間への応用例、つまり、先天性奇形や癌、脳卒中の治療として論じられるところだが、現象解析となると自由度が多く、組み合わせがベキ乗数になっていくので難しい。全てが明らかになるのは量子コンピュータのできる数世紀先のことだろう。 日経サイエンス、遺伝子の退化が人を生み出した（高畑尚之）および中日サンデー版（1月11日）を読んで独自解釈。 人に残る進化の足跡は、遺伝子の退化による退化器官および痕跡器官などの目に見える退化と、類人猿にあって人にはないシアル酸水酸化酵素（CMAH）や、犬や猫にあり人にはないビタミンCを合成するグロノ・ラクトン・オキシターゼ（GOL）という酸化酵素など、目に見えないところで退化している遺伝子群がある。 （マゼランの世界一周航海で船員がビタミンC 欠乏；壊血病で死亡したのは有名） 人間を頂点とした退化器官あるいは痕跡器官 3.5億年前；四足動物から退化した鰓弓（チツ骨部分のみ残り）。 2億年前；哺乳類から退化した結膜半月ヒダ（鼻に近い目の縁にある）。 1億年前；霊長類から退化した嗅球と副乳、感覚毛（猫のひげ）、鼻腔、 3000年前；類人猿から退化した猿溝、盲腸と虫垂、尾骨。 500年前：類人類から退化した長掌筋、足の母趾対向性、体毛 250万年前のホモサピエンス属から退化した下位助骨 25万年前の人から退化した眉弓と咀嚼筋、外後頭隆起 先祖帰りの例としての副乳現象は、10〜20人のうち一人に生ずる。メキシコに多い体毛などもその例だ。 遺伝子レベルでは、ｙ染色体のサイズがX染色体の1/3以下になり、遺伝子の数も148個/1095個と圧倒的に少なくなったことは以前記述した。 色覚は、爬虫類の頃獲得した網膜にあるオプシン蛋白であるが、弱っちぃ爬虫類が哺乳類となり夜行生活を強いられた時、一度休眠状態となる。しかし、爬虫類がいなくなり、再度昼行性となった時、オプシン遺伝子もすべて復活すればよかったもの、一部の人はそのDNAの組み合わせが悪く不等交叉になり、色覚異常を生じてしまった。でも、生死を分けるほどのことではないので、色網として淘汰されずに残った。そして、日本男児の4〜5％の人々に色覚異常が認められる。 こうしてみると、進化にともない、遺伝子の数が増すが、不必要となる遺伝子の淘汰もかなりある。人の遺伝子は3万個で１mm以下の線虫の遺伝子（15000個）の2倍に過ぎない。不必要になれば、無駄なエネルギィを使わないように遺伝子が退化したり休眠状態になる現象は頷ける。 遺伝子の退化が寿命を延ばす結果もある。尿素酸化酵素がそれだ。霊長類はこれが退化したので尿酸の分解効率が悪くなった。しかし、痛風さえ目をつぶれば、ビタミンCの6倍以上の坑酸化作用がある尿素酸化酵素が退化したのでDNAや細胞膜を傷つける活性酸素が体内でできない。したがって寿命が長くなった。 最後に人と霊長類との違いは？ 人とチンパンジーとのDNAの塩基配列の違いは1％もない（1。決定的に違うものは霊長類ではシアル酸水酸化酵素遺伝子（CMDH）が脳を除く全身にあるが、人間はどこにも見当たらない。ネアンデルタール人もCMDHが退化しているようだ。このCMDHが退化したことにより脳が発達した。CMDH遺伝子の相同領域におけるDNA配列相違と人同士のDNA配列相違を比較すると差が約1/2となり、300万年ほど前に退化が始まったと考えられる。それはちょうど猿人の脳の容積が増加する頃に当る。 進化とは環境に適したDNAの組み合わせの変化であるが、活性がなくなった他の遺伝情報のDNA配列による妨害がとれて、より環境に適応する進化がある。ネオトニーといって好奇心の強い子供のままの状態で大きくなると、知識の蓄積が増加するわけだ。知識の増加は熱力学的には不安定さの増加だが、文明の発展をもたらす。エネルギィが有限である限り、文明は最終的に一極集中をもたらす。その後は文明が凍り付いて結晶化してしまう。相平衡状態；自由度ゼロの現象で？？？ それにしても空間？ 材料？はポテンシャルバリアに囲まれた準安定な場があちらこちらにあって,奇妙で不思議な世界だ。 （注1. ただし、塩基の欠損や挿入が多く6万8千箇所；遺伝子の83％に違いがある。 オプシン 2005/ 1/31 23:58 メッセージ: 33557 / 33912 投稿者: オプシンについて発言されていますが、少し違っていると思います。 まず、網膜にあるオプシンには数種類（ヒトでは４種類）あるので分けて考えたほうがいいとおもいます。 ＞弱っちぃ爬虫類が哺乳類となり夜行生活を強いられた時、一度休眠状態となる。 休眠状態になったわけではなく、リファレンス１中の、緑型と青型オプシンが欠失してしまわれたのです。 ＞オプシン遺伝子もすべて復活すればよかったもの、 復活したわけではなく、赤オプシンから緑オプシンが重複により新たに作られたのです。 したがって、遺伝子が休眠していたわけではありません。 休眠遺伝子の例といった物はあるのでしょうか？ 植物には休眠遺伝子があることが知られていますが、もちろんこれは休眠の意味が異なっています。 1：http://www.nig.ac.jp/color/barrierfree/barrierfree1-3.html ★★★ キメラ細胞・迫られる難しい選択 ★★★ ギリシャ神話に登場するキメラをご存知でしょうか。ヤギとライオンと蛇を併せ持つ動物だ。人間は倫理および宗教上の反発をよそに、このジャンルの創作に飛び込もうとしている。 「胚性肝細胞（ES細胞）」；生体を修復するための基本細胞。人間の科学の進歩はいずれES細胞を、手、足、胃・・・などに変化させ、キメラ生命体を生み育てるようになる。 こんなことを記述すると、医学生物学はモンスタ、ゾンビを作るのが目的で、神への挑戦だとキリスト教徒の一部から反論がなされそう。 しかし、現代科学は、この肝細胞を数多く分裂させ、必要とされる臓器に応じて、ES細胞を提供できるシステムと安全性を考えている。人間の胚を提供する場合は、体外受精を望んだカップルが、何らかの原因で廃棄し提供される胚を用いるのが普通である。 では世界でどれだけ有るかといえば、細胞株を樹立するのが極めて難しく、１５０株に満たない。 問題もある。第一の問題は細胞の増殖中、細胞が癌化する場合がある。もし、誤って人体に使用したら癌化は避けられない。 第二の問題はどのような条件で培養したら、ES細胞を安定した神経細胞や手足などの筋細胞に変化するかの研究だ。 胚性幹細胞の期限と運命 ES細胞は胚盤胞と言う初期段階の胚の一部から作られる。胚は最終的には全身を形成するが、ES細胞は初期胚の一部なので、身体のあらゆる種類の細胞を形成する「全能性」という能力を保持している。 キメラ細胞とはES細胞と通常の胚を融合して作られた細胞を一般的に指す。ES細胞は、分裂はするが分化はしない。これがキメラ細胞となって初めて手足に分化しはじめる。 人の卵が受精して１週間もたたないうちに、発生途上の胚は約100〜１５０個の未分化細胞を含むようになる。この段階の胚は「胚盤胞」と呼ばれる中空の球で、外部細胞塊（後に胎盤となる）と内部細胞塊（胎児となる）からなる。 子宮内部でこれらの細胞は増殖を続け、第３週までに特異化を始める。この段階の胚は原腸胚と呼ばれ、３種類の異なる胚葉を含む。今細胞の子孫は最終的に人の身体を構成する数百種類の異なる組織を形成する。 インターネットサーフィンから 人間と豚の血が細胞の段階で完璧に融合した「キメラ豚」が世界で初めて誕生した。
英国の科学専門誌「ニューサイエンティスト」は、米国ミネソタにあるメイヨ・クリニックのジェフレイ・プラット博士チームが人間と豚の細胞が融合した「新種細胞」を生きた豚から見つけたと１３日報じた。生物体から「半人半獣」の細胞が見つかったのはこれが初めて。論文は米実験発生学会連合ジャーナルの最新号に掲載された。
研究チームは、豚の胎児にヒトの血液幹細胞を注入した後、生まれた豚の血液と臓器を検査した。幹細胞が身体の各所へ正常に分化するのかを確認し、分化した細胞を豚から大量に取るためだ。この細胞を臓器の損傷した患者に移植し、難病を治療するのが目的だ。ところが、意外にも、豚とヒトの細胞が融合したキメラ細胞が見つかったのだ。
また、一般豚の遺伝子に組み込まれたレトロウイルス（ＰＥＲＶ）がキメラ細胞の遺伝子からも発見された。同ウイルスは、豚には無害だが、ヒトには致命的に作用する恐れがある。
同研究により、動物の身体から幹細胞を分化させて人体に移植する試みをめぐる安全性議論が展開されると予想される。
一方、同研究はエイズウイルスが猿から感染したという主張を裏付けていると同誌は説明している。ヒトがウイルスを保有した猿に噛まれた時、猿とヒトの幹細胞が人体の中で融合し、猿のウイルスが活性化してヒトに感染するという。 |
