遺伝子の謎
５月の７日に、ＳＦ乱学講座でちょいと喋るので、その前振りを少しだけ紹介する。
2003年４月14日、ヒトゲノム計画（1991年開始）の完了が宣言された。
この、ヒトゲノム計画の最も重要な発見を一つだけあげろといわれたら、それは結局、「我々はまだ、決定的に重要な何かを見落としている」という事実だろう。
2004年10月、国際ヒトゲノムコンソーシアムは、ゲノムの中の遺伝子（＝蛋白質に翻訳される部分）は、全体のたった２％で、２万２千個しかないことを明らかにした。
つまりDNA の98％が、ジャンク（クズ）だというのだ。プロジェクト以前は、遺伝子数は10万と予想されていただけに、この少なさは想像を越えていた。
なにしろ２万２千といえば、線虫（C.elegans ）の遺伝子数１万９千と大差ないのだ。
でも、線虫の細胞はたった1000個で、DNA の塩基対数も１億（100Mb）だ。
対してヒトは、100 兆の細胞と30億塩基対（3000Mb）のDNAを持っている。
遺伝子に大差はないのに、こんなに大きな違いが生じるのは、一体どういうわけだろう。
今生きている生物は、進化論的には全く同じ歳月を生き延びてきている。
だから、もしゲノムの量が時間とともに規則的に増加するものだとすると、あらゆる生物のゲノムのサイズはほぼ同じになるはずだ。でも、実際にはそうではない。
これはつまり、急速にDNA の量を増やした生物と、そうでない生物がいるということだ。
様々な生物のゲノムサイズを比較すると、複雑な生物ほど、大きなゲノムを持っているわけではない。実際、両生類や硬骨魚類の中には、ほ乳類の何十倍ものゲノムサイズを持つものがいるし、昆虫のなかにもゲノムサイズがほ乳類の数倍のものがいる。
また、Ｃ値パラドックスという現象がある。ごく近縁の種類生物なのに、ＤＮＡの量が極端に違うものがいることだ。図をみるとわかると思うけど、たとえば両生類のＤＮＡの量は、ほ乳類の数分の１のものから数十倍のものまで存在する。
むしろこの図を見て感じるのは、ほ乳類のＤＮＡの量は、非常に狭い範囲にしか分布していないということだ。
ＤＮＡの分布の広さは、ひょっとすると進化の可能性の大きさを意味するのかもしれない。つまり、この分布の大きさは、大きな環境の変化が起きたとき、新しい種を生み出す原動力になるのかもしれない。
そう考えると、人間を含むほ乳類は、環境の変動に弱く、絶滅しやすい生き物なのかもしれない。あるいは、逆に数多くの大量絶滅を生き延びた体験を持つ生物ほど、ＤＮＡの分布の幅を広げているのかもしれない。
2005年、理化学研究所の林崎良英さんを中心とする国際研究グループは、マウスやヒトの細胞内で作られるmRNAの大規模な分析（トランスクリプトーム分析）を行うことで、「RNA 新大陸」を発見したと発表した。
その要点は３つある。一つは、マウスやヒトではゲノムの７割が、RNA に転写されていたことだ。つまりゲノムの７割は活動しているわけだ。
これは国際ヒトゲノムコンソーシアムの発表とは矛盾している。しかも、国際ヒトゲノムコンソーシアムは２％なのに、こちらは７０％だから、その開きは大きい。
なぜこんなことが起きたのかというと、国際ヒトゲノムコンソーシアムの２％という値は、ゲノム配列の中から、遺伝子らしい配列を持つものを、コンピュータで探したものだからだ。つまり、遺伝子らしさの定義が不完全であれば、正しい結果は得られない。
一方、トランスクリプトーム解析は、細胞内で現実にDNA からRNA にコピーされたものを手当たり次第にかき集める方法なので、こちらのほうがより真実に近い。
次に、そのRNA のうち53％は、蛋白質を作っていなかった。これはRNA の役割の過半が、蛋白質を作ること以外だということを示している。こういう蛋白を作らないRNA をncRNA（ノンコーディングRNA）と呼ぶ。
そして、三つ目に重要なこととして、RNA の72％は、DNA の二重鎖の両方からコピーされていて、そのことが発生・分化から、様々な病気まで、生命活動に大きく影響している事が確かめられた。
二重鎖の塩基はＡとＧ、ＴとＣ（RNA の場合はＡとＵ）が１対１対応していて、片方のコピーをセンスとすると、もう片方はアンチセンスになる。
この両方が同時に読まれると、RNA は二重鎖になって、蛋白質を作れない。（蛋白質を作るには一本鎖である必要がある）だから、センスとアンチセンスの割合が変化すれば、目的の蛋白質の生産量が制御されるはずだ。
また、蛋白質を作らないncRNAでもセンス・アンチセンスペアが作られているから、この現象は蛋白質の量の制御だけでなく、もっと別の機能もありそうだ。
これらの結果は、細胞内にある全てのRNA を調べきったものではなくて、まだ全体の数分の１程度を調べただけだ。つまり、これらの現象の割合は、実際はもっと大きい可能性が高い。
最終更新時間 2006年04月30日 23:46
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うげえ。C値パラドックスの図版がめちゃめちゃでかくなっちゃった。でも面倒だから直さない。クリックすると全体が見えます。
投稿者 鹿野 司 : 2006年05月01日 01:31
図は小さくしました。
投稿者 鹿野 司 : 2006年05月01日 02:12
書き忘れたけど、硬骨魚類も不思議。
何で間が抜けているんだろう。
投稿者 鹿野 司 : 2006年05月01日 09:22
