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2025/1/14
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ヒトゲノムの43％を占める 「動く遺伝子」と老化との関係 |
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ヒトゲノムの43％を占める「動く遺伝子」と老化との関係
地球は10万年～2万年のスケールで 氷期と間氷期を繰り返している。
ヒトはそうした大きな環境変化に順応しながら 命を永らえてきたが、 なぜそのようなことができたのか？
「動く遺伝子（転移遺伝子）」の 存在があるからと言われている。
ゴミのような扱いを受けてきた遺伝子のこと。
その後の研究で、 ダイナミックな環境の変化に順応するため、 遺伝子の一角の塩基配列を丸ごと変え、 ゲノム構造を変化させることがわかった。
それはまるで遺伝子が動いているかのように 見えることから「トランスポゾン」と呼ばれている。
DNAが全体の2％程度で、 動く遺伝子が43％。
残りはその残骸、 未解明なものと言われている。
改めてゲノム、染色体、遺伝子、 DNAの関係についておさらいをしておきたい。
の細胞でできている。
細胞ひとつひとつには細胞核があり、 その中に遺伝情報が刻まれた DNA（デオキシリボ核酸）が入っている。
DNAは2重らせん構造をしたひも状の物質で、 A（アデニン）、T（チミン）、G（グアニン）、C（シトシン）の 4種類の塩基が並んでいる。
ヒトは細胞内に60億塩基対のDNAを持っているが、 この塩基の並び方の一部でも 変わると病気になることがある。
DNAは細胞内でヒストンと呼ばれる 棒状のタンパク質に巻き付いた 複合体（ヌクレオーソム）を作っている。
それが巻き取られたのがクロマチンで、 規則正しく折りたためたものを染色体と呼ぶ。
ヌクレオーソムにおけるヒストンは アセチル化（アセチル基が付与されること）を受けると、
ヌクレオーソムが緩んで転写が活発する。
一部がRNAに転写されてさらにタンパク質に 「翻訳」されなければならない。
翻訳とはDNAの並びをタンパク質を作る アミノ酸の並びに変換することを言う。
DNA上でタンパク質に翻訳される領域が 遺伝子（DNAの2～5％程度）で、 ヒトはおよそ2万個の遺伝子があるとされる。
すべて同じDNAを持つが、
細胞の種類によって転写・翻訳される遺伝子の 組み合わせが異なることで、 肝臓で肝細胞になったり、 神経細胞になったりする。
遺伝子領域はすべてタンパク質に 翻訳されるわけではない。
翻訳される部分をエクソンといい、 翻訳されない部分をイントロンという。
転写されるときは、 まず未成熟のメッセンジャーRNA（mRNA）として 全体が転写され、
その後、 スプライシングと呼ばれる仕組みにより、 イントロンが切り離されて エクソン同士がつなぎあわされ、
成熟mRNAとなる。その後、 ようやくタンパク質へ翻訳されるのだ。
動く遺伝子であるトランスポゾンの数や 割合は生物ごとに異なり、
数％～80％とばらつきがある。
普段は眠っているこの遺伝子は、 活性化することでDNAの塩基配列を変えるため、
突然変異の原因となり、 生物進化を促すものと考えられている。
別の場所に再挿入することで移動する。
DNAトランスポゾンとレトロトランスポゾンに大別され、
前者は自身のDNA配列を切り出して 別のゲノムDNA配列に挿入する、
カット＆ペースト式で移動する。
後者は、 自身の配列をRNAに一度転写してからDNAを作り、 それをゲノムの別の場所に挿入する コピー＆ペースト方式で移動する。
ただし、 多くの哺乳類はDNAトランスポゾンの 機能を失っていることがわかっている。
環境の大きな変化に順応する一方で、
DNAの損傷につながり、 病気を発症するケースがあることもわかっている。
現在、 その数は血友病、先天性の疾患、 がんなど120種類を越えると報告されている。
老化とどのような関りがあるのか。
ハーバード大学医学部＆ソルボンヌ大学医学部 客員教授の根来秀行医師がいう。
「老化細胞は炎症性サイトカインやケモカイン、 細胞外マトリックス分解酵素などを分泌する SASPによって周囲の組織に慢性炎症を誘導し、 加齢性疾患を引き起こすがことがわかっています。
老化細胞内の分子の動きは前期と後期とで変わり、 老化初期ではレトロトランスポゾンから 産生されたメッセンジャーRNAのレベルは低いため、
SASPには影響を及ぼしません。
しかし、 老化後期になると レトロトランスポゾンDNAが増加するため、
これがインターフェロンαや インターフェロンβをコードするIFN遺伝子群の 転写につながり、
これらのインターフェロンタンパク質が SASPに関与します」
＜参考： ＞
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