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 ＞ことば＞ＤＮＡ deoxyribonucleic acid |
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| ＞ことば＞ＤＮＡ deoxyribonucleic acid |
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関連情報 |
「遺伝子」「核酸」「ユビキチン」「活性酸素」 |
| ＤＮＡ | （デオキシリボ核酸） ・タンパク質を作る情報を担っている化学物質。 ・デオキシリボースと呼ばれる炭素数５の単糖（五炭糖）とリン酸基（ＰＯ43－）が交互につながってできた鎖上の糖にアデニン・グアニン・シトシン・チミンの四つの塩基のどれかがくっついて長い鎖になる。 その鎖ともう一本の鎖の塩基同士が水素結合でつながり、螺旋階段状になっている。 「ねじれた縄梯子のような二重螺旋構造をしています。 その縄梯子の部分は４種類の塩基と呼ばれる小さな分子でできていて、その配列そのものが、細胞から細胞へ、親から子へ遺伝する情報そのものです。しかもその情報の多くの部分があらゆる生物に共通であることが分かりました。 二重螺旋は ・アデニン（Ａ） ・チミン（Ｔ） ・グアニン（Ｇ） ・シトシン（Ｃ） という４つの塩基分子の配列で、生命の設計図を作り上げています。
生物の設計図を作っているＤＮＡは、人間とほかの生物がどれだけ似ていてどれだけ違うのかを明確にする目安にもなる。たとえば５００万年前に分かれたとされるチンパンジーと人間の遺伝子配列の差はわずかに１.２３％にすぎないことが明らかになりました。またネズミと人間では遺伝子の８０％は共通で全く異なる遺伝子は約１％しかないことがわかってきました。 折りたたみ 長さ2メートルもあるＤＮＡが細胞核内にうまく納まる仕組みを解明する手掛かりを自然科学研究機構・基礎生物学研究所の堀内蒿教授と定塚勝樹助教のチームが突き止めた。 成果は2009年モレキュラーセルに掲載。 研究チームは酵母細胞の中野直径1µmの核の構造を調べた。 DNAの中に特殊な塩基配列が繰り返し現れており、この配列がタンパｋプ質の複合体と結合していることが分かった。 |
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| ミトコンドリア | (mito＝糸）（chondrion＝粒子）の合成語。 単数形をミトコンドリオン、複数形をミトコンドリアという。独立した１つの構造体ではなく、お互いに融合したり分裂したり出来る集合体。 細胞核内のＤＮＡとミトコンドリア内のＤＮＡとがある。ミトコンドリアが持っている独自の遺伝子が母親から子供へと直接伝わることから、1987年米国のアラン・ウィルソン博士らが「ミトコンドリア・イブ仮説」を唱え、世界各地の人々のミトコンドリアＤＮＡを調べ人類の家系図を作った。その結果、現代人の祖先は人種を越えて共通の祖先にさかのぼれると発表した。 ○細胞核内のＤＮＡからミトコンドリアは作られない。 ○ＤＮＡの遺伝情報を受け持つ部分を「エクソン」といい、 それ以外の部分を「イントロン」という。 エクソンが傷つい(ex活性酸素で)た時に、それを修復するのがイントロンです。 ○エクソン＝核内DNAの５％ ミトコンドリアDNAの99.8％ ○縄梯子のステップの数： (1)核内DNAには３０憶個。 (2)ミトコンドリアDNAには500個。 2009年、産業技術総合研究所は、ミトコンドリアの膜タンパク質が6種類しかない可能性が高いことを突き止めた。 ミトコンドリアを覆っている生体膜を貫いて外部との物質のやりとりを制御するβ型外膜タンパク質に特有の『βシグナル』というアミノ酸配列に着目。 ミトコンドリアを構成する9000種類以上のタンパク質の配列をコンピューター解析したところ、既に知られているものを含めて6種類しか見つからなかった。 細胞内で働くミトコンドリアは、生物が酸素を呼吸してエネルギーを作り出す上で大きな役割を担っている。 ミトコンドリアはバクテリアが祖先と考えられ、バクテリアと同じように100種類以上の膜タンパク質を持つと見られていた。 |
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| ｃＤＮＡ | （相補的デオキシリボ核酸） 「生命の設計図と言われるゲノム(遺伝情報)には、意味がない情報も含まれている人間のゲノムは30億個の塩基対で構成されるが、タンパク質を作る部分はその5％ほど。これに役立つ塩基配列だけを取り出して、医薬品開発などに利用しやすくしたものを『ｃＤＮＡ(相補的デオキシリボ核酸)』と呼ぶ。 ｃＤＮＡはＤＮＡを複製したｍＲＮＡ(伝達リボ核酸)を基にして作られる。ゲノムのうち酵素などのタンパク質を作る部分を遺伝子と呼んでいる。 ｃＤＮＡはその“金型”と言える。天然には無いため『人工遺伝子』とも呼ばれる。 ｃＤＮＡを動物細胞などに組み込めば、目的のタンパク質が出来る。すでに組み替え医薬品の生産など幅広く応用されており、この技術を使って肝炎治療薬のインターフェロンなどが作られている。2000.6.13《日経産業新聞》」 東京湾岸の横浜・鶴見にある理化学研究所ゲノム科学総合研究センターの林崎良英プロジェクトディレクターは「ゲノムだけでは遺伝子の本当の情報はつかめない。我々の研究はセレーラとは異なるアプローチだ」と語る。強力な武器はcDNA（相補的デオキシリボ核酸）のデータベース。cDNAとはゲノムからタンパク質を作らない部分を除いて、有用な遺伝子部分に純化したＤＮＡだ。自然の細胞には存在せず、細胞内でゲノムからタンパク質が出来るプロセスの中から人間の手で情報をコピーして作り出す。cDNAデータベースをうまく利用すれば、どの遺伝子がどんなときに働いているかを突き止める近道になる。ゲノム解読で米英にリードされた日本の研究者はcDNAで逆転を狙う。 理研だけでなく、東京大学医科学研究所、官民出資のバイオベチャーのヘリックス研究所などが先頭に立ち研究を進める。 理研ではマウスのcDNAをすべて集めたデータベースを作成、これを足がかりに人間の遺伝子探索に進む作戦だ。しかも「体内での遺伝子の働きを個別に追うのではなく、網羅的に解明する。これで治療法も格段い進歩するはずだ」と林崎ディレクターは言う。 例えばガン。ガン関連遺伝子は毎月のように発見されるが、全体でどれほど多くの遺伝子がガン化や、ガン細胞の増殖に関わっているのか見えていない。 個別の遺伝子が分かっても、遺伝子が相互に作用する変化の全体像が分からないままでは、治療薬が作れない場合も多い。逆に全体像がつかめれば、ガン化プロセスの止めやすいところに的を絞って薬を造り、確実な効果が期待できる。９月に開いた日本癌学会でも遺伝子解析技術を使ってガン関連遺伝子を見つけたという発表が目白押し。中には優れた研究もあるが、「遺伝子の微妙な個人差であるＳＮＰ（一塩基多型）だけで病気が分かるというのはほんとうだとうか？」と財団法人・癌研究会癌研究所の樋野興天実験病理部長は疑問を呈する。 ｃＤＮＡで特許 「2003年7/24日。神奈川科学技術アカデミー（ＫＡＳＴ）は、タンパク質のひな形になる『相補的ＤＮＡ(cDNA)』と呼ぶ遺伝子を人工合成する技術の特許を取得したと発表。タンパク質の構造解析や新薬の開発などに重要な技術で、今後、製薬会社などに実施権の供与を検討する。 生命の設計図であるＤＮＡがタンパク質を作る際に出来るmＲＮＡ（伝令リボ核酸）からcDNAを合成する。mRNAの末端を酵素で切り離し、塩基配列の分かっている人工ＤＮＡを継ぎ足し、これを鋳型にしてcDNA を作る。 これまでの合成法では一部の塩基配列が入れ替わり、ねらったタンパク質を作れなかった。新手法では９割以上の確率で狙った通りの塩基配列をもつcDNAを取り出せる。」 |
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| ＤＮＡ修復・・・ＤＮＡ切断を修復 |
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| ヒトＧタンパク共役型受容体（ＧＰＣＲ） |
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| ７割 | ヒトなどほ乳類が持つＤＮＡの７割以上の部分が生命維持に不可欠な役割を担っていることを、理化学研究所など１１カ国の共同チームがまとめた。これまではＤＮＡの７割以上が役割を持たない無意味なものと考えられてきたが、この通説を覆す成果。2005年9/2付けのサイエンスに掲載。 ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）はところどころにタンパク質の設計情報が書き込まれている。 ＤＮＡからＲＮＡが作られ、タンパク質が合成される。 これまでＲＮＡはタンパク質の設計情報を伝え、材料のアミノ酸を運ぶ仲介役として考えられており、ＤＮＡの約３割の部分で作られていることしか確認できていなかった。 研究グループはマウスを中心に、ＲＮＡを高感度で分析。ＲＮＡがＤＮＡの７割以上から作られていることを突き止めた。さらに全ＲＮＡ５３０００種のうち、タンパク質に設計情報を持つものは５７％にすぎず、設計情報は持たないが、タンンパク質の合成を調節する別のタイプのＲＮＡが４３％も存在することを発見した。 ＲＮＡはこれまで１００種類ぐらいしか見つかっていなかった。研究を主導した理研の林崎良英プロジェクトディレクターは、大航海時代の新大陸発見にたとえて「ＲＮＡの新大陸を発見できた」と語る。 |
| 電気を通す | ＤＮＡは電気を通すことで知られ、電子材料やコンピューター素子に応用が期待されている。 東京大学のグループがＤＮＡを人工的に作製し、二重螺旋構造の中に２種類の金属イオンを最大２０個、ねらい通りの順番に閉じこめることに成功した。2006年11/27のネイチャーナノテクノロジーに掲載。 ＤＮＡの二重螺旋構造の内側ではアデニンやグアニンなど４種類の塩基が相互に結合している。東大の塩谷教授らはアデニンのかわりに特定の金属と結合しやすいように設計した人工的な塩基ならなるＤＮＡを作製。１本づつバラバラにして金属が溶けた水溶液に入れると、銅と水銀のイオンを内側に閉じこめる形で螺旋構造が完成した。 |
| コヒーシン | ヒトの遺伝子（約2万5千）が互いにジャマをせず正しく働くのに必要なタンパク質『コヒーシン』を白髭克彦・東京工業大学教授らが突き止めた 三菱総合研究所やオーストラリアのＩＭＰ研究所（分子病理学研究所）等との共同研究成果で、2008年1/31のネイチャー電子版に発表。 発見したのはリング状をしたタンパク質『コヒーシン』。 ＤＮＡには転写を促進したり抑制したりする制御配列があるが、コヒーシンはＤＮＡ鎖を区画分けして制御配列の働きを限定していた。 遺伝子が周囲の環境に影響されずに機能を発揮できるのは、このため。 これまでは、細胞分裂の際にＤＮＡの分配をコヒーシンが助けることが知られていた。 研究チームによると、人間のＤＮＡ上にはコヒーシンが作る区画が約13千カ所あるという。」 |
| オリゴＤＮＡ | 医薬用の人工ＤＮＡ 2010年、福井大学や国立感染症研究所などは、薬として有望なＤＮＡを開発した。、ウイルスや差ＫＪ院のゲノムの一部をまねて合成した人工ＤＮＡで、鼻や皮膚に塗布して感染症ワクチンの免疫増強剤（アジュバンド）やアレルギー治療薬になる。 開発したのは福井大学医学部の伊保澄子助教と感染研の前山順一主任研究官ら。ウイルスや再帰のゲノムで共通な塩基配列に着目。グアニンという塩基を数個連ねて、ＤＮＡの断片（オリゴＤＮＡ）を合成した。 人為的に起こしＡＴアレルギー反応で耳が腫れたマウスに、抗原と一緒に合成したオリゴＤＮＡを耳に注射した。その結果、腫れが引いて耳がやや薄くなったマウスが多かった。 血液を調べたところ、オリゴＤＮＡを一緒に注射したマウスではアレルギー反応が起きていることを示す抗体（IgE）が少なかった。 |
| 金（gold） | 2重螺旋 2009年、米アリゾナ州立大学のチームはナノサイズの金の微粒子を使って、ＤＮＡの二重螺旋構造を作る技術を開発した。塩基が1本鎖に並んだ状態で金粒子を加えると金の大きさに応じて螺旋状に集まる事を突き止めた。 鎖状につながった塩基が入った溶液に直径5ﾅﾉ㍍と直径10ﾅﾉ㍍の金粒子を混ぜ、生物が持つ二重らせん構造のＤＮＡを人工的に作ることに成功した。 金粒子は鎖状のＤＮＡ同士を弧状にくっつける性質は以前から知られていた。 研究チームは金粒子の大きさの違いによって鎖状のＤＮＡの動きが変わることを見つけ、作製に成功した。 |
| 3重/4重 | 2009年、二重らせん構造をしているＤＮＡだが、細胞内ではその一部が三重らせんや四重らせんを形成している可能性があることを甲南大学先端生命工学研究所の杉本直己所長らが突き止めた。 細胞内には核酸やタンパク質・化合物などがギッシリと詰まっている。 杉本所長らは、ポリエチレングルコールなど分子量の異なる複数の高分子を使って試験管内で実際の細胞内に近い環境を作り、詳しく調べた。 その結果、二重らせん構造だと、従来の試験管内より大幅に不安定になるのが分かった。逆に、三重や四重らせん構造は安定していた。 |
| ジャンクション構造 2009年、甲南大学の杉本直己先端生命工学研究所長と三好大輔准教授らは、2重螺旋構造のＤＮＡが細胞内では2重らせん構造が2個連結した「ジャンクション構造」も一部でとっている可能性が高いことを突き止めた。 従来の試験管内実験では水が主な成分となり、細胞内の高密度な環境を再現するのは難しい。そこで、ポリエチレングリコールなどの高分子を使って、実際の細胞の内部状態に近い環境を試験管内に再現した。 その結果、2重らせん構造が従来の試験管内より不安定になるのが分かった。逆に二重螺旋同士が高速道路のジャンクションのように連結した構造になると、通常の2重螺旋より安定していた。ＤＮＡの形の変化には、水の分子が深く関わっていた。 |
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| 塩基対3対 | 2009年、3つ以下の塩基対からなるＤＮＡの二重鎖を世界で初めて作製することに藤田誠・東京大学教授らのチームが成功した。 成果は2/22のネイチャー・ケミストリー電子版に掲載。 塩基の数が少なくなると結合力が弱くなるため、細胞内にある短いＤＮＡはこれまで作ることができなかった。 生物の細胞内ではＤＮＡは塩基のペアが多数連なり二重鎖構造になっている。塩基対が数十～数万つながった人工ＤＮＡは比較的簡単に作成可能だが、三塩基対以下の短いものは作れなかった。 短いＤＮＡはＤＮＡの複製や遺伝子がタンパク質を作る際に働く。 研究チームは有機化合物でできたナノサイズのかご状構造物を作り、その中で塩基対を結合させて、短いＤＮＡを作ることに成功した。かご状構造物は高さ0.6ﾅﾉ㍍、底面直径2ﾅﾉ㍍程度の空間で、塩基が1～3対入る。 かごの中は水素結合が強く作用する状態で、三対以下の塩基でも安定して結びつき二重鎖になった。 ＤＮＡ複製機序の解明に役立つ。 一塩基対のＤＮＡ異常で発生するガンの診断・分析に役立つ。 |
| サンプル | 世界で収集 全米地理協会が、世界に住む人々からＤＮＡサンプルを集めて大昔の人類の移住ルートを探る研究に取り組んでいる。 研究のネライは、アフリカで生まれた人類が、どんなルートで世界に広がったかを明らかにする。収集数は約35万人分と、十分なサンプル数に近づきつつあると、リーダーのスペンサー・ウエルズ博士は語る。 |
| メチル化 （Methylation/メチレーション） ＤＮＡメチレーション | |
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| ＤＮＡ鑑定 |
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