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『ゲノム編集を考える』(前編)
・遺伝子組み換え食品が商品化されたのは1996年です。当時、名古屋大学で遺伝子組み換え技術の研究に取り組んでいた河田氏は"これは大変なことになるな！"と感じたそうです。以来、その危険性を世に問い続けています。遺伝子組み換え食品を考える中部の会代表をされています。
１．タンパク質の生合成プロセス(セントラルドグマ)
・DNAの遺伝情報がタンパク質へと生合成するプロセスをセントラルドグマといいます。分子遺伝学の基本原理です。
・生命活動はタンパク質の調節によって行われていますが、その調節の情報はDNAが持っています。
・いわば、DNAという設計図でタンパク質(細胞)という家を建てるのです。途中、RNAによるさまざまな段取り(触媒の作用)があるわけです。近年、このRNAには重要な働きがあるということが次第に解明されてきました。
・RNAの役割
〇tRNA(トランスファーRNA)
...DNAの塩基配列をタンパク質のアミノ酸配列に翻訳する。
〇mRNA(メッセンジャーRNA)
...DNAの塩基配列をタンパク質に伝達する。直接タンパク質に反映されるRNA。
〇rRNA(リボソームRNA)
...タンパク質を合成(アミノ酸どうしを繋げたり)する、いわば工場。
〇miRNA(マイクロRNA)
...どういう遺伝情報をどういうタイミングで発現するか等を調節する。重要な働きをすることが近年わかってきた。イントロン(後述)からつくられる。
〇snRNA(スモールニュークリアRNA)
...スプライシング(後述)により、一個のDNAから複数のタンパク質を生成する。
〇tRNA(トランスファーRNA)
...DNAの塩基配列をタンパク質のアミノ酸配列に翻訳する。
〇mRNA(メッセンジャーRNA)
...DNAの塩基配列をタンパク質に伝達する。直接タンパク質に反映されるRNA。
〇rRNA(リボソームRNA)
...タンパク質を合成(アミノ酸どうしを繋げたり)する、いわば工場。
〇miRNA(マイクロRNA)
...どういう遺伝情報をどういうタイミングで発現するか等を調節する。重要な働きをすることが近年わかってきた。イントロン(後述)からつくられる。
〇snRNA(スモールニュークリアRNA)
...スプライシング(後述)により、一個のDNAから複数のタンパク質を生成する。
※十数年前までは、遺伝情報をタンパク質に伝達するmRNA(2%)だけが重要で、その他の98%はジャンクだと考えられていました。しかし用無しとみられていたそれらの部分も実は調節機能を持つ等の重要な役割があったのです。
２．遺伝子の基本構造
・遺伝子はエキソンとイントロンで構成されています。
〇エキソン・・・タンパク質になる
〇イントロン・・・調節の働き
〇エキソン・・・タンパク質になる
〇イントロン・・・調節の働き
・スプライシング(切り貼り。イントロンを除去する)により、一個の遺伝子から複数のタンパク質ができます。(エキソンの組み合わせによる。mRNAはエキソンだけで作る)
３．タンパク質合成のまとめ
・DNAの遺伝情報は、スプライシングにより成熟したmRNAとなり、
核膜を通り細胞質へと輸送されて、タンパク質となります。
核膜を通り細胞質へと輸送されて、タンパク質となります。
４．ラットの遺伝子でみられるスプライシングでできる複数のmRNA
・スプライシングにより、一個のDNAから複数のタンパク質ができるので、
ゲノム編集による一個のエキソンの破壊は、複数個のタンパク質の破壊となります。(オフターゲット破壊)
つまり、ゲノム編集する目的以外のタンパク質まで破壊してしまうわけです。
これはゲノム編集の問題点の一つです。
つまり、ゲノム編集する目的以外のタンパク質まで破壊してしまうわけです。
これはゲノム編集の問題点の一つです。
・この図でいうと、横紋筋をターゲットにしてゲノム編集で一番左のエキソンを破壊するとします。するとターゲット以外の平滑筋や繊維芽細胞も破壊してしまいます。
５．ゲノム編集の仕組み
・ゲノム編集ですること
1.ノックアウト...目的の遺伝子を破壊すること。
2.ノックイン...必要な遺伝子を挿入すること。
1.ノックアウト...目的の遺伝子を破壊すること。
2.ノックイン...必要な遺伝子を挿入すること。
・ゲノム編集の手法...ガイドRNAで目的の遺伝子のところまで行き、制限分解酵素でDNAを切断します。
※制限分解酵素には、TALENとか話題のCrispar Cas9などがあります。
６．ゲノム編集の道具
・左図のガイドRNAで目的のDNAに結合して、真ん中のDNA分解酵素(Cas9:バクテリアから採ったタンパク質)で目的の配列を切断します。(右図のハサミ)
７．ゲノム編集の実例
・病気治療のための遺伝子操作、そして食糧に関する遺伝子操作の具体的な実例です。
８．ゲノム編集の事例1(筋肉肥大化家畜)
・ミオスタチンという成長ホルモンは筋肉タンパク質の合成を阻害する働きがあるので、この遺伝子の発現を阻害します。これにより牛などが筋肉隆々に肥大化します。
・牛がある程度大きくなったら、骨などとのバランスもあるのでそれ以上の筋肉の成長を止める必要があります。その働きをするミオスタチンの発現を止めてしまうのです。つまり不自然ないわば"筋肉でっかち"になってしまうのです。
９．ミオスタチンの突然変異牛
・以前から突然変異で肥大化が起こることは知られていましたが、それをゲノム編集で遺伝子操作するのです。
１０．ミオスタチンの役割はまだ良く分かっていない
・ミオスタチンが筋肉肥大を抑える働きがあることはわかっていますが、その他にどのような働きがあるのか、まだ明確にわかっていません。テストロンという男性ホルモンと相関関係にあることはわかっています。ですから筋肉増大の他にも骨格発達、循環器系疾患、がんの増加などにも影響するかもしれないのです。
〇中編につづく。
ちょっと一息！
光の話題です。
先日、ヘンプ蚊帳づくりの方から連絡があり、高さ3.5m長さ34mの特注巨大蚊帳をつくられたとのこと。
納入先は足立区生物園。こちらで育てたゲンジボタルの光の舞いを鑑賞するための蚊帳でした。
(強く光る四日間の後は、産卵した卵を来年に向けて育てるそうです)
画像の出典:足立区生物園
早速観てきました。
500匹のホタルによる幻想的な光の乱舞、圧巻です！
日本各地で光っているのでしょうね。
都心の人も、7/8までの土日の昼間に観れますから。
暗闇の中、大きなアクリル部屋の中で光るヘイケボタルを。
Writer
しんしん丸
2015年のシャンティ・フーラ主催の関東交流会にてお手伝いをさせていただきました。平安の花を愛でる、幸せ者の一人として。
想念と電磁波の海たる東京で、ナディーチャート風水の結界ある自宅に引きこもっています。といいながらもよく出歩く、5種です。
もちろん、いろいろと出かけるのはほぼシャンティ・フーラ絡みです。ですから出歩いてはいますが、出歩いてはいないのです・・・と、どこまでもシャンティ・フーラ的な7種です。
ゲノム編集には生命操作に関しての倫理的な問題があるのはもちろんのことですが、それ以前にその手法に関して遺伝子組み換えと同様の危険があり、そしてその他にも検討すべきだとわかっている問題が多々あるにもかかわらず規制がまるっきりないというのです！
遺伝子組み換え作物は、他の作物からの遺伝子を導入するために予期せぬ危険が想定され得るとして安全規制(まがりなりにも)がありますが、ゲノム編集ではそれ自体の遺伝子をピンポイントで操作するためにそうした危険は無いとして規制が無いようです。しかしこれはとんでもない話なのです。
河田氏はゲノム編集の手法をつぶさに調べてみて、公表されていない危険な事実を知りたいへんに驚かれ、こうして警鐘を鳴らすために立ち上がられました。こうした真実を暴露してくれている研究者は、河田氏しかいないのではないでしょうか。(少なくとも日本では)
DNAの難しい話もありましたが、かいつまんで素人なりに理解したことをお伝えさせていただこうとおもいます。ゲノム編集、RNA編集、DNAを切断しないゲノム編集等々、新技術はどんどん出てきています。専門的とはいえ、問題点を理解するのに必要なワード等もありますので、まずはDNAの構造から追ってみたいとおもいます。