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トランスポゾン


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トランスポゾン
トランスポゾンとは?
  • ゲノムの中を動き回ることができる遺伝子
    • かっては、遺伝子は染色体上の一定の場所に固定していると考えられてきたが、トウモロコシでトランスポゾンが見つかってから研究が進み、微生物から植物、ハエ、ヒトまで多くの生物に存在することが分かった。

  • 主にDNA型のトラスポゾンとRNA型のレトロトランスポゾンがあり、いずれも遺伝子の機能に影響を及ぼし、種の分化や多様性に重要な働きをしている。
    1. 2010年の東レ科学技術賞を岡田典弘・東京工業大学教授が受賞。
      • 岡田教授は、生物の遺伝子内を自在に移動するレトロポゾンの進化の仕組みを調べた。
    2. トランスポゾンは2種類に大別される
      1. トランスポゾン
        • ゲノム上を動き回る
      2. レトロトランスポゾン
        • 複製しながら動く
  • ヒトも魚も遺伝子は約3万個でほぼ同じだが、どうしてヒトと魚は異なるのか?
    • それは働く遺伝子の組み合わせが違うからだ。その違いにトランスポゾンが深く関わっている




レトロトランスポゾン (Retrotransposon) は、
  1. トランスポゾンつまり「可動遺伝因子」の一種であり、多くの真核生物組織のゲノム内に普遍的に存在する。
  2. レトロトランスポゾンは、自分自身を RNA に複写した後、逆転写酵素によって DNA に複写し返されることで移動、つまり「転移」する。




抑制の仕組みを解明
  • 2010年、京都大学ウイルス研究所の真貝洋一教授と大学院生の松井稔幸氏らは、「動く遺伝子」と言われる遺伝子の働きをES細胞(胚性幹細胞)で抑え込む仕組みを解明した。
    動く遺伝子は突然変異を引き起こす働きがある。
    成果は2/18のネイチャー電子版に発表。
    動く遺伝子と呼ばれるトランスポゾンは、他の遺伝子の様々な場所に移動して、その働きを変えてしまう。このため生体にはトランスポゾンを抑える仕組みがそなわっている。
    通常は、DNAのメチル化という現象で、ES細胞ではこれ以外の仕組みもあることが分かっていたが、詳細は不明だった。研究チームはマウスのES細胞を使った実験で、DNAが巻き付いているタンパク質(ヒストン)をメチル化する酵素(ESET)が働かないと、トランスポゾンの一種「内因性レトロウイルス」が、細胞内で非常に活性化するのを突き止めた。
    ESETが働く場合に比べてウイルス量が25倍に上昇した。
    ES細胞より発生段階が進んだ始原生殖細胞では、DNAのメチル化が低下しているのが分かっており、この段階でもESETが機能している可能性がある。
    ESETはこれまでの研究で、ES細胞の未分化維持にも重要なことが判明している。

トランスポゾンの働きが乱れる
  • 2011年、中馬新一郎・京都大学準教授らと米マウントサイナイ医科大学は、トランスポゾンの働きを抑える仕組みが乱れると、精子が出来なくなることをマウス実験で確かめた。
  • ヒトの男性不妊でも同じことが起きている可能性がある。
  • 成果は11/28のネイチャー(電子版)に掲載。
  • ヒトやマウスなどの遺伝子の本体であるゲノム(全遺伝情報)のうち、タンパク質を作るのは1〜2%のみで、40〜50%はトランスポゾンが占める。
  • 精子細胞にあるトランンスポゾンの一種「レトロトランスポゾン」の働きを抑えるタンパク質「MIWI」に注目。
  • MIWIに細工し、レトロトランスポゾンの働きを抑えられなくすると、精子細胞が作れなくなった。





男性不妊に関与?
  • 2009年、京都大学の中馬新一郎助教と中辻憲夫教授らは、精子のもととなる細胞内で、動く遺伝子と呼ばれる『トランスポゾン』の働きを抑えて全体の遺伝子配列を正しく保つ役目を果たすタンパク質を突き止めた。
    このタンパク質が働かないマウスは精子ができずに不妊になった。
    成果は12/15米科学誌ディベロップメンタル・セルに発表。
    ヒトやマウスのゲノム(全遺伝情報)のうち、タンパク質をつくるのは1〜2%のみで、40〜50%をトランスポゾンが占めている。
    トランスポゾンが移動して別の場所へ入り込むと、遺伝病や不妊などを引き起こす。
    研究チームはトランスポゾンを抑える遺伝子を突き止め、遺伝子から作られるタンパク質『TDRD9』(Tdrd9)が生殖細胞でどう働いているかを調べた。
    • Tdrd9はマウスの生殖細胞でレトロトランスポゾンを抑える遺伝子
    このタンパク質は精子の元となる細胞や卵子の元の細胞に存在する。
    遺伝子操作で働きを抑えたマウスを作ると、オス(♂)だけで異常が起きた。
    精子の細胞が成熟前にすべて死に、精巣が萎縮して無精子症になった。
    精巣でトランスポゾンが異常に増え、細胞に大きな損傷が起きていた。
    TDRD9が他のタンパク質とともに、トランスポゾンの動きを抑える“守護神”の役割を果たしていることが分かった。
    トランスポゾンは白血病やガンの原因となるレトロウイルスと似た性質を持つ。







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