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関連情報 |
「ＤＮＡ」「ダイエット」「活性酸素」「肝機能障害」「胎盤エキス」「ＲＮＡ干渉」 |
| 核酸（nucleic acid） |
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| 核酸の効果 | ||
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| 核酸（nucleic acid） |
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| 核酸の効果 | ||
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| 核酸 | 1869年、スイスの化学者ミーシャーが発見。 「動植物すべての細胞(特にその核)に含まれる高分子有機化合物で、酸性を示すところから、「核酸」と名付けられた。 ・炭素・水素・酸素・窒素・リンを含む巨大有機分子。 今世紀前半に、遺伝子DNAとRNAが含まれていることが判明。 1953年、J・ワトソンとF・クリックがその分子構造（二重らせん）を明らかにした。 1976年、アメリカの開業医Ｂ・フランクが、臨床試験を踏まえ、核酸を多く含む食品の摂取が有益であることを発表。 |
| ヌクレオチド nucleotides |
・核酸分子はヌクレイチドと呼ばれる構造単位が繰り返し結合して構成されている。 ・ヌクレオチドの構成要素 ①Ｃ（炭素）、Ｈ（水素）、Ｏ（酸素）、Ｎ（窒素）を含む感情の分子、４種類の異なった窒素性塩基。 「アデニン（Ａ）」 「チミン（Ｔ）」 「シトシン（Ｃ）」 「グアニン（Ｇ）」 ②デオキシリボースと呼ばれる炭素数５の単糖 ③リン酸基（ＰＯ43-） |
| ２種類 | ・デオキシリボ核酸deoxyribonucleic acid（ＤＮＡ） ・リボ核酸ribonucleic acid（ＲＮＡ） |
| ＲＮＡ | 「体の中で遺伝子からタンパク質を合成する際に仲介役となる物質。近年、ＲＮＡには様々な種類があり、タンパク質合成には無関係だが、生命活動に影響を及ぼすタイプが多数判明。専門家はＲＮＡと病気の関連に注目。 ＲＮＡの一種が発ガンに関係しているとの報告もある。」 ・ＤＮＡ→ハードディスク（遺伝情報の維持） ・ＲＮＡ→ＣＰＵ（中央演算装置） ・タンパク質→ディスプレーやプリンター（出力装置）に相当。 １つの遺伝子から複数 「理化学研究所などの国際チームは、人間などの高等生物には、１つの遺伝子から生命活動を担うＲＮＡ（リボ核酸）という分子を複数種類作る機構が備わっていることを突き止めた。 これまで、１つの遺伝子からは１つのＲＮＡしか作れないと考えられていた。 生物の遺伝子はＤＮＡ（デオキシリボ核酸）という鎖状の分子の所々にある。遺伝子はＲＮＡにコピーされ、これを元にタンパク質など生命活動を支える物質が作られる。 国際チームはヒトやマウスのＤＮＡを分析してコピーが始まる部位を洗い出した。ヒトの場合は、これまで考えられていた約６倍に当たる約１９万ヶ所で見つかった。この結果、１つの遺伝子には複数の開始点があることが分かった。」 精巣で働くＲＮＡ 「国立遺伝学研究所の佐々木祐之教授らは、マウスの精巣で働く新種の短いＲＮＡ（リボ核酸）を発見した。長さが３０塩基弱の短いＲＮＡは動物や植物で広く保存され、発生や分化の制御に関わっている。 生殖細胞に限定して存在する新しいタイプと見られ、精子が正常に作られるために働いている可能性がある。 佐々木教授らは、マウスの精巣にある生殖細胞の形成に関わる『piwi』というタンパク質に注目した。このタンパク質に結合する短いＲＮＡをさがしたところ、塩基が２６～３０個連なったＲＮＡを３８１個見つけた。 機能は分かっていないが、細胞内を動き回って突然変異を引き起こす遺伝子の働きを抑制している可能性があるという。」 |
| tＲＮＡ | （トランスファーＲＮＡ） 「ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）に記録された遺伝情報をＲＮＡ（リボ核酸）が忠実に写し取り、それを基にタンパク質を合成する。生物が作られるこの仕組みは『セントラルドグマ』と呼ばれる分子生物学の基本原理だった。 ところが、この基本原理から外れた現象もある。その1つが、ＲＮＡで最後に付け加えられる塩基配列をつくる仕組み。 ＲＮＡの大部分はＤＮＡのを作る塩基の組み合わせをもとに、決まった塩基を並べて合成する（鋳型にはめて作る）。ところが、鋳型から塩基の連鎖を作った後に、さらにＤＮＡとは関係なく塩基が付け加えられてＲＮＡができあがる。これがトランスファーＲＮＡ（tＲＮＡ）で、最後に付け加えられるのは「ＣＣＡ」という塩基配列。 タンパク質をつくるのに欠かせないもの。 このＣＣＡがどのような過程で付け加えられるのかかを、筑波にある放射光施設「フォトンファクトリー」を利用し調べた。Ｃの塩基を酵素の開閉運動で取り組むなど、ＲＮＡや酵素が協力しながら塩基配列を作り上げていることを解明した。 富田耕造・産業技術総合研究所機能性核酸研究グループ長が解明した。 ｔＲＮＡに塩基ＣＣＡを加える仕組みは、ＲＮＡがタンパク質を合成するために欠かせない過程。生物の多様性に関係しているとして注目されているノンコーディングＲＮＡ（ncＲＮＡ）などを完成させる反応にも使われている。 |
| ncＲＮＡ | ●（ノンリコーディングリボ核酸）＝タンパク質に翻訳されないＲＮＡの総称。 ＲＮＡの半数以上がncＲＮＡであることが2000年ごろから分かってきた。 「ゲノムの世界は、タンパク質を生成しない[ncＲＮＡ]というＲＮＡが生命現象のなかで大きな役割を果たしていることが分かってきた。東京大学の鈴木勉・准教授は質量分析を用いて、ncＲＮＡをそのままの状態で解析する技術を開発した。 ●人のゲノム（全遺伝情報）のＤＮＡは塩基という分子のペアー（対）が約３０憶並んだ構造をしている。その中にタンパク質を作る元になる遺伝子の配列部分が約２５０００カ所ある。それ以外の９８％は、「ジャンク｝（がらくた）と呼ばれてきた。しかし理化学研究所が明らかにしたのは、タンパク質の設計図を持たない「ノンレコーディングＲＮＡ」（ncＲＮＡ）が無数にあることだった。 【種類】 [マイクロＲＮＡ] [パイＲＮＡ] など様々な種類がある。 マイクロＲＮＡには1つで10種近い役割を持つと言われている。 →「ＲＮＡ干渉」 |
| mＲＮＡ （伝令リボ核酸） |
筋肉疲労 2008年、○○は血液中に含まれる遺伝子の変化から筋肉疲労を判定する検査手法を開発した。 運動する前後の血液を元にＤＮＡチップを使って白血球のメッセンジャーＲＮＡ（mRNA）の量を測定する。ｍＲＮＡはＤＮＡの遺伝情報を伝える役割を担っており、特定のｍＲＮＡがどの程度発現するかで、運動後の疲労度合いを把握できるとみている。 被験者に自転車型の運動器具を4時間こがせ、血液を解析したところ、運動後に約3000種類のｍＲＮＡの量が変化することが分かった。そのうち、変化の度合いが大きい200種類を選び、あらかじめ設定した基準値と解析結果を比較し筋肉疲労の有無を客観的に判定する。 2009年、日本新薬はＤＮＡを元にタンンパク質を作る歳の鋳型となる「メッセンジャーＲＮＡ（伝令リボ核酸）」を量産する技術を開発した。mＲＮＡはＤＮＡの遺伝情報を写し取ったもので、塩基が数百個連なった構造をしている。細胞内の「リポソーム」がmＲＮＡの情報を読み取り、タンパク質を作る。 mＲＮＡの塩基配列の片方の端には「キャップ構造」と呼ぶ配列の塩基がついている。 mＲＮＡはキャップ構造をもとに、自分由来のmＲＮＡか？ウイルスなど異物由来のmＲＮＡか？を区別する。 |
| マイクロＲＮＡ | マイクロＲＮＡがタンパク合成阻害 2007年、理化学研究所のチームは、塩基の数が少ない『マイクロＲＮＡ』がタンパク質の合成を妨げる仕組みを明らかにした。 タンパク質は『メッセンジャーＲＮＡ（mRNA）』の塩基配列をもとに、構成要素であるアミノ酸を順につなげる。合成過程は「翻訳」と呼ばれる。 最新の研究で、塩基の数が21～22個のマイクロＲＮＡが、その翻訳をジャマすることが明らかになってきたが、詳細な仕組みはナゾだった。理研の横山茂之プロジェクトディレクターらは、マイクロＲＮＡが標的となるmＲＮＡの翻訳を抑える過程を、試験管内で再現することに成功した。 詳しく解析した結果、マイクロＲＮＡを含む複合体が、標的の末端にある『ポリＡテール』と呼ぶ部分を短くすることを発見。その先端の特殊な構造は翻訳が始まる目印となっているため、短くなることでマイクロＲＮＡの翻訳が抑えられているという。 マイクロＲＮＡの中には、脳にのみ存在するものがある。 神経細胞をつなぐタンパク質の翻訳を抑制することが判明している。 2008年、科学誌「プロスワン」に掲載されたのが、血液中にあるマイクロＲＮＡを見つけたという内容。ＲＮＡは壊れやすいため血液中には存在しないとされてきた。 2009年、ボストンで開かれたＲＮＡの国際会議で、落合孝弘・国立がんセンター室長が、マイクロＲＮＡが前立腺ガンの転移を抑えることをマウス実験で確認した。 研究試薬 2009年和光純薬工業はマイクロＲＮＡの研究に使う試薬を発売。 （血液中の核酸） 2010年Ｇ＆Ｇサイエンス（福島市）は血液中の核酸を従来の半分のコストと時間で検出するシステムの開発に着手。 従来、核酸を分子単位で判別するのは難しく、血液から核酸を抽出した後に、高い純度で精製したり濃縮したりしていた。 慶應義塾大学と共同で、喉頭ガンと子宮体ガンの症状に関連する「マイクロＲＮＡ」を検出対象に開発する。 2011年、国立がんセンター研究所と東レのチームは、血液中のマイクロＲＮＡを手掛かりにガン診断する手法を開発した。新手法では、血液中の血清が300ﾏｲｸﾛ㍑あれば、300～700種類のマイクロＲＮＡを調べることが出来る。 |
| piＲＮＡ | 生殖細胞遺伝子を守る 2011年、東京大学の泊幸秀准教授と勝間進准教授らは、精子や卵子の遺伝子が傷つくのを防ぐ特殊なＲＮＡが出来る仕組みを明らかにした。 成果はモレキュラー・セルに掲載 遺伝子のＤＮＡには「動く遺伝子」と呼ばれるトランスポゾンという部分がある、トランスポゾンはゲノムの中を自由に動き回り、ゲノムの塩基配列を書き換えてしまう。 トランスポゾンを分解する役割を持つpiＲＮＡが知られているが、piＲＮＡが作られるメカニズムは不明だった。 東大チームはカイコの卵子の元となる細胞由来の培養細胞を使い、piＲＮＡが出来る過程を再現して観察した。その結果、piＲＮＡの原料となる1本鎖のＲＮＡと、トランスポゾンを分解する「ＰＩＷＩタンパク質」が合体していた。さらにトリマーと呼ばれる酵素が余分なＲＮＡを削り込み、ＲＮＡの鎖の長さが27～30塩基分ほどになったところでメチル基転移酵素を修飾し、piＲＮＡが完成する様子が明らかにあった。 |
| 小さなＲＮＡ | 2010年、東京大学分子生物学研究所の泊幸秀・准教授らはタンパク質の設計図になる能力のない小さなＲＮＡが別の種類のタンパク質と複合体を構成し、様々な生命現象の制御役を果たしているメカニズムの一端を解明した。 小さなＲＮＡがタンパク質と複合体を構成する際に、「シャペロン」と呼ばれるタンパク質の介在が不可欠であることが分かったという。 ＲＮＡはＤＮＡの遺伝情報をコピーしてタンパク質の設計図となり、ＤＮＡからタンパク質が作られるのを手助けしている。だが、21～25塩基程度の小さなＲＮＡは、タンパク質の設計図になることができない。 一方で、「アーゴノート」という別のタンパク質と複合体を構成し、発生のタイミングや形態形成・細胞制御などをコントロールする役割を果たす。ヒトの場合、前遺伝子の1/3以上が、こうした小さなＲＮＡによる制御を受けていると考えられている。 研究グループは、こうした小さなＲＮＡがアーゴノートと複合体を構成する際にシャペロンという別のタンパク質の手助けが必要であることをヒトやショウジョウバエの実験で突き止めた。 シャペロンがアーゴノートの構造を変化させて、内部の空間を広げることによって、初めて小さなＲＮＡがアーゴノートと結合できるようになることがわかったという。 |
| ＲＮＡスイッチ | タンパク合成 2011年、京都大学の井上丹教授、斎藤博英特定准教授らは、特定の細胞の生死を自在に制御できる技術を開発した。 細胞内のタンパク質を検知して、目的とするタンパク質の合成を進めたり、抑えたりすることができる。研究チームはこの技術を「ＲＮＡスイッチ」と呼んでいる。 成果はネイチャー・コミュニケーションズ（電子版）に発表。 タンパク質はＤＮＡの遺伝情報をＲＮＡが写し取った後に翻訳され作られる。ＲＮＡの量を減らすＲＮＡ干渉技術などを組み合わせ、タンパク質を作らせるかどうかのスイッチを切り替える。 古細菌から見つけたタンパク質［Ｌ7Ａe」と、これに結合する配列を持つ「キンクターンＲＮＡ」を活用。スイッチを入れる場合はＲＮＡ干渉が働かないようにし、タンパク質合成を進める。 スイッチオフはＲＮＡの情報読み取りをジャマしてタンパク質が合成できなくする。 実際にＬ7Ａeがあると、それに結合する人工ＲＮＡが細胞内で働き、細胞死を抑制するタンパク質を増やすシステムをつくった。逆にＬ7Ａeと結合し、細胞死を導くタンパク質を働かせることもできた。 ＲＮＡが体内の様々な細胞に入り込んでも、正常な細胞ではスイッチが働かないので副作用も起きないとみられる。 |
| 塩基配列 | 核酸の塩基配列のことを、単にシークエンスと呼ぶことも多い。 ある核酸の塩基配列を調べて明らかにする操作・作業のことを、塩基配列決定、あるいはシークエンシングと呼ぶ。 |
| 離乳期 と 核酸 |
明治乳業の栄養科学研究所は、離乳期のネズミの成長に＜核酸＞が必要なことを実験で確認した。核酸を食べさせたネズミと食べさせないネズミを比べると、核酸を食べた方が肝臓や脳の細胞の活性が高まることが分かった。核酸は糖・脂質・タンパク質・ビタミン・ミネラル・食物繊維に次ぐ第７の準栄養素として近年注目されている。 研究グループは生後３週の離乳期のネズミを２つのグループに分け、一方にはイノシン１リン酸・ウリジン１リン酸など５種類の核酸を除いた餌を与え、他方にはこれらに核酸を0.4％加えた餌を食べさせた。 １ヶ月後にネズミの体の各器官を取り出して比較したところ、肝臓や脳のデオキシリボ核酸(ＤＮＡ）やリボ核酸(ＲＮＡ）の含有量は核酸をたべた方が高かった。肝臓ではグリコーゲンの量も増えていた。肝臓や脳の細胞が活性化されていることを示すという。 研究グループの何徳陽莉研究員は「食べた核酸がＤＮＡなどの原料になっているだけでなく、補酵素に使われていたのだろう」と話している。 核酸は酸性の高分子物質で、白子などに多く含まれる。体内で合成出来るために以前は栄養素として重要視されていなっかったが、最近になって腸内細菌を改善したり、免疫力を高めるなどの報告が相次ぎ、注目されている。離乳期の動物への影響が分かったのは今回が初めて。 |
| 発光 | 2009年、理化学研究所は生きた細胞で働いている微少なＤＮＡやＲＮＡを光らせる人工分子を開発した。ＤＮＡやＲＮＡにからみつく核酸に色素分子を結合したもので、赤や青、黄色など１２色の蛍光を放つ。 |
| マイクロＲＮＡ | |
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| 核酸医薬 | ||
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デコイ型 | |
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「大阪大学医学部第四内科の研究グループは、独自に開発した[デコイ型]と呼ばれる核酸医薬の対象範囲を広げ、動物実験を本格的に実施する。 核酸医薬の治療効果を試すのは虚血による脳梗塞や脳出血後の血管の再狭窄など、細胞内にある『ＮＦkＢ』などの転写因子が発病に関与している疾患。 デコイ型核酸医薬はＮＦkＢなどに結合してその働きをブロックする。研究グループはすでに[心筋梗塞]や[ガンの転移の抑制]にデコイ型核酸医薬が有望なことを確認済み |
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ＤＤＳ | |
| 2009年、東京慈恵会医科大学の並木禎尚講師らは、磁性を帯びた微粒子を使ってガン患部に薬を集中的に集める手法を開発した。 病気の原因タンンパク質の働きを妨げる「核酸医薬」に有効で、マウス実験で確認した。 患部に薬を送り届けるＤＤＳの一種で、直径150ﾅﾉ㍍程度で中心部に酸化鉄がある微粒子を使う。酸化鉄の周りをプラスの電荷を帯びた脂質が覆い、核酸医薬として働くマイナスの電荷を帯びたＲＮＡの断片、短鎖干渉ＲＮＡが取り囲むように結合している。 ガン患部近くに5mmほどの磁石を埋め込んだマウスに微粒子を静脈注射したところ。(株)近くに効率よく集まった |
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患者の白血球で投与 | |
| 2009年、岐阜大学の赤尾幸博教授らのチームは、患者の細胞を使って安全に薬を体内に投与する技術を開発した。病気の原因遺伝子の働きを制御する核酸医薬に有効な手法。 脂質のカプセルに包んで投与する従来法と比べて安全性が高いと見られる。 核酸医薬は、病気の発症原因となる遺伝子などを調節することで治療する薬。ただ薬として使われるＲＮＡは血液中では分解されてしまうため、ＤＤＳ技術が求められていた。 新技術では、あらかじめ患者から採取した白血球内に、脂質のカプセルを使い薬を入れる。その後、培養液中の血清を抜くなどして白血球にストレスを与えると、細胞内で薬が微少な小胞に包まれ細胞外へ放出される。 薬を包んだ小胞を含んだ培養液と白血球を患者に戻せば、薬を壊さずに安全に投与できる。 がんのマウスを使った実験では、患部にガンを抑制するＲＮＡ医薬が届いていることを確認した |
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アプタマー | |
| ギリアード・サイエンセズ（カリフォルニア州フォスターシティ・マイケル・リアダン社長)社は特定の核酸を作り、病気の元凶になっているタンパク質に結合させて、タンパク質の働きを止めてしまおうと考えた。一つ一つの核酸でタンパク質への結合の仕方がすべて違う。ギアード社はあらゆる種類の核酸を片っ端から合成し、標的のタンパク質へ結合しやすいものを選び出す『アプタマー』システムを開発した。 この装置は先ず核酸混合液を作る。１マイクロリットル(百万分の１リットル）の混合液には、１兆種類の核酸が含まれているという。装置に標的タンパク質を入れておけば、１兆種類から、タンパク質に結合する核酸を自動的に選抜する。この技術を活用してギリアード社は血液の凝固を防げる核酸や、角膜のウイルス感染による障害を取り除く核酸を見つけた。 ギリアードが持つもう一つの特殊技術は、核酸が胃から吸収され、細胞に届くように改変する技術。核酸は吸収されにくい為、そのままでは薬として使えない。同社の技術を使えば核酸分子の一部の分子構造を変えることで胃壁を透過しやすくし、細胞に到達した時点で効き目を持つ核酸に変わるように出来ている |
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