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3節 ゲノムプロジェクト

 

A ゲノムプロジェクトの現状

◆ヒト・ゲノムプロジェクト

 ヒト・ゲノムを決定しようとする国際的プロジェクトは,1989年に,米国立衛生研

究所(NIH)内に,ヒト・ゲノム解析機構(Human Genome ORganization-HOGOと略称さ

れる)の本部が置かれ,世界各国の研究者が協力して,研究を推進することになった。

ヨーロッパ支所は英国に,東南アジア支所は大阪大学細胞工学センターに開設された。

このようなプロジェクトができるようになったのは,組換えDNA技術以外に,DNA

の塩基配列を自動的に決めていく自動DNAシーケンサー,PCR技術といわれるDNA

ポリメラーゼを利用して試験管内でDNAを大量にふやす技術,特定の遺伝子を得る

ために,伝令RNAから逆転写酵素(RNAからDNAを合成する酵素)によりDNAを合

成する技術など,多くの技術が開発されたためである。

 様々な問題も生じた。第1は,NIHの研究者たちが申請した生物特許の件である。

彼らは,脳内の伝令RNAをもとにしてDNAを合成し(そのようなDNAcDNA

いう),それらの塩基配列を決定して,次々と特許を申請した。cDNAの機能が不明で

あったので,基本的には特許は認められていない。しかし,機能が明白なDNAの塩

基配列に関しては,すでに各国で特許が認められ,応用化学や電子工学のように企業

的学問と異なり,のどかな趣味的な純粋学問であった生物学は国家権力に結びつくビ

ックサイエンスへと発展(堕落)した。

 多大な労力とぼう大な経費をかけてのプロジェクトには反対意見もあったが,企業

の参入もあり当初の予定よりもずっと早く2001年にひとまずヒト遺伝子の全塩基配

列が報告された。

 その後,なんでもかんでも全部を機械的に決めるプロジェクト,転写RNAの塩基

配列を全部決めるトランスクリプトム(語尾のオムはゲノムのオム),タンパク質の構

造を核磁気共鳴などを駆使してすべて決めようとするプロテオム,代謝過程をすべて

決めるメタボロム,分解過程をすべてきめるデグラドムなどが,次々に計画されてい

る。

 

◆ヒトとチンパンジーのゲノムの比較

 20045月の段階でチンパンジーのゲノム全体の塩基配列は大まかには決定されて

いる。しかし,それはミスやギャップがまだまだ多く解析には用いることができない

レベルであった。しかし,チンパンジー22番染色体(ヒト21番染色体に相当)について

は,公開されているヒトゲノムと同等の精度で塩基配列が報告された。

 mRNAや部分的なゲノムの比較により,ヒトとチンパンジーのゲノム塩基配列は

98%以上一致していると推測されていた。ゲノム全体の単純な比較では,配列決定ミ

スを考慮しても,1個の塩基が異なる確率は1.44%と見積もられた。この点からすれば

従来の98%以上が一致しているという予想を裏付けるものであった。

 しかし,局所的には著しい違いが見いだされた。タンパク質のアミノ酸配列もその

発現パターンにも様々な違いが見いだされ,ヒトとチンパンジーの違いのゲノムに基

づく説明はそう単純にはいかないことが明らかになった。また,このチンパンジーの

塩基配列は一匹のものでありチンパンジーの多型についても考慮する必要がある。次

はゴリラのゲノム配列との比較をすることになろう。

Nature (2004) 429: 382-388(下記は要点)

1.ヒト33,127,944塩基対,チンパンジー32,799,845塩基対

268,000箇所に欠落か挿入変異があった。

3.欠失と挿入は多くの場合は30塩基以下であるが,54000塩基に及ぶ場合もあった。

4231個のタンパク質の83%にアミノ酸配列の違いが存在する

5.ヒト特異的配列の存在やチンパンジー特異的な配列の存在

6.脳と肝臓で数十個の遺伝子発現を調べたところ,その約20%は発現量が著しく異

なっていた。

 

B ヒトの遺伝子の数

DNA指紋法

 最近,DNAの塩基配列が個人により微妙な違いがあることを利用して,指紋と同じ

ように個人識別を行おうとする方法が発達している。DNAを制限酵素(遺伝子組換え

技術などに用いられる特定の塩基配列部分を切る酵素)で切った断片を電気泳動など

で比べてみると,個人により違いがあることがわかった。この違いは,血液型などよ

り精度がよいので,犯罪捜査や親子鑑別に利用できる。米国連邦捜査局(FBI)は,1988

年に,DNA指紋の検査をできる研究所を開設した。特に,暴力犯罪などに適用されて

いる。米国では,民間企業もこの検査を行っている。日本でも,科学警察研究所が中

心となって開発に取り組み,すでに裁判で証拠とし提出された例もあり認められてい

る。また,民間企業でも,英国から技術導入を行って,親子判定などの検査にのり出

したところがある。今後,技術の簡易化と,精度の向上により,この方法が個人識別

の重要なものとなると考えられている。

 将来的には生まれた子供から直ちにDNAが採取され国家機関によって完全に管理

される時代が訪れるかもしれない。その情報があれば,例えば,山奥の屍体の身元を

直ちに特定することができるようになる。あるいは臓器不全に陥ったら,遺伝情報を

元に代用臓器を作成してパーツ交換ができるようになるかもしれない。それはそれで

すばらしいのだが,国家が信用できないのは歴史が証明している。誤ったデータによ

り屍体を別人としてしまうかもしれない。遺伝子解析により都合の良い人間だけ(素直

で逆らわず従順な人間)のみを優遇するかもしれない。あるいは,犯罪現場に残った体

液を無実の人間のものとしてしまうかもしれない。技術を生かすのも殺すのもそれを

扱う人間である。

 

参考文献

●分子生物学の参考文献

 ワトソンとクリックがDNAの分子構造を解明して以来,生命現象を分子のレベル

で説明する「分子生物学」が誕生した。分子生物学は,生物学にとって革命的であり,

今世紀の後半は「生命科学の時代」といわれるまでになった。この分子生物学の誕生

前後の歴史は,科学史的に見ても大変興味深い。誕生後,現在に至るまで,その歴史

を記した何冊かの興味深い本が出版されている。これらの本は,教育上でも有効な場

合があり,課外の読書として生徒に推薦してもよいと思われる。それで,いくつかの

本とその概略をあげておく。

 

J.D.ワトソン著 江上不二夫,中村桂子訳 講談社文庫

「二重らせん」タイム・ライフ・インターナショナル

 この本は,DNAの二重らせんを発見するまでの過程を,発見者のワトソン自身が記

したものである。赤裸々な記録という語がそのまま当てはまるように,そのときどき

の事情が,正直に,感情を交えて記してある。実に面白い本で,科学者の生き様や,

考え方を知る上でも,貴重な本といえる。

 

アン・セイヤー著 深町真理子訳 草思社

「ロザリンド・フランクリンとDNA一ぬすまれた栄光」

 この本は,上の「二重らせん」が出版されたので,出された本である。ワトソンは

上記の本の中で,DNAX線解析を行い,その構造決定に寄与した女性科学者ロザ

リンド・フランクリンを意地悪な人とけなしている。それに対して,彼女の友人の小

説家アン・セイヤーが,真のDNA構造解析をしたのは彼女だとする本である。なお,

フランクリンは,1958年に38才で癌で亡くなっている。

 

H.F.ジャドソン著 野田春彦訳 東京化学同人

「分子生物学の夜明け(上,下)−生命の秘密に挑んだ人たち」

 1953年から!970年までの分子生物学の創始期の歴史を,著者が多くの科学者に会っ

て,まとめたものであり,分子生物学誕生の歴史を記した集大成ともいえる本である。

分子生物学に関して本格的に学ぼうとするならば,まず眼を通しておく必要がある本

といえる。

 

E.P.フィッシャ,C.リブソン著 石館三技子,石館康平訳 朝日新聞社

「分子生物学の誕生−マックス・デルブリュックの生涯」

 「ファージの生物学」の創始者,デルブリュックの伝記である。しかし,彼の伝記

を通して,米国のファージ学派の成立の状況や,一人の科学者の考え方や生涯を知る

ことができる。

 

 








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