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2006年3月27日 (月)

【Q】DNA、遺伝、クローン、ES細胞

 さて、いよいよお待ちかねの杉尾さんの登場です。切っても斬っても、全身を再生することのできる不思議なヤマトヒメミミズの研究の話をした人です。

Q1: DNAと遺伝の関係が知りたい(タニさん)

A1: 「親の姿・形や性質(形質)が親から子に受け継がれること」を遺伝と言います(新しい高校生物の教科書・引用)。
 昔、子が親に似ている理由は赤と白の色水を混ぜたらピンク色の液体ができるように、親の体液が混ぜ合わさることによって両方の親の特徴を持った子供が産まれると考えられていました。しかし、メンデルの研究により親から子に伝わるものは液体ではなく、粒のような独立した数えられる物質であることがわかり、その後の研究でそれが染色体上に存在すること、染色体はDNAのかたまりであることが明らかになりました。現在では、生物には姿・形・性質を作り出す情報が書かれているDNAのセットが2つあり、そのうちどちらかを父親から、もう1つを母親から受け継ぐことによって、子は親から特徴を受け継ぐことがわかっています。(杉尾)


Q2: クローン(?)と関係はあるの?(タニさん)

A2: クローンとは、全く同じ遺伝情報を持ったもののことを言います。遺伝情報とはDNAの塩基配列のことです。クローンという言葉は、厳密には個体レベル・細胞レベル・遺伝子レベルで少し異なった意味で用いられています。
 個体レベルでは、クローンは親(もとになる個体)と全く同じ遺伝情報を持つ個体を示します。クローン人間やクローン羊などはよく耳にするクローンだと思いますが、身近なところでは挿し木や株分けで増やした植物もクローンと呼ばれます。私が研究で使っているヤマトヒメミミズも1匹を10個に切ったら10匹のミミズになるので、クローンです。
 細胞レベルで、クローンは1個の細胞から分裂してできた細胞集団のことを言います。このような細胞のクローンは均一な性質を持った細胞集団であるため、実験材料としてとても役に立っています。
 遺伝子レベルでは、特定の遺伝子(DNA)を増やしてできたコピーのことを言います。大腸菌を用いてヒトのインスリンを作るとき、ヒトのインスリン遺伝子を大腸菌に入れてから、大腸菌を培養して増やします。大腸菌が増えるとヒトのインスリン遺伝子も増えるので、この増えた遺伝子のことをクローンと言います。
 個体レベル・細胞レベル・遺伝子レベルで使い方が少し違いますが、いずれも、もととなるもののコピーであるような均一の集団のことを指しています。(杉尾)


Q3: ES細胞との関係は?(タニさん)

A3: 私たちの身体はもともと受精卵という1つの細胞からできています。受精卵から始まって完全な身体ができるまでを発生、または胚発生と言います。胚とは受精後に細胞分裂を始めてから独立して栄養摂取できるまでの状態のことを指します。
 発生が始まってまもなくは、胚の細胞はどんな細胞にもなることができる可能性を持っています。遺伝子は身体を作るための設計図であるので、発生初期の細胞はたくさんの遺伝子も働かせることができる(たくさんの設計図を開くことができる)状態にあります。しかし、発生が進むと開くことができる設計図が制限されていきます。なぜなら、いくら細胞が身体をつくるための全ての設計図を持っているからといって、指先に肝臓ができたり、頭の中に心臓ができたりしては困るからです。神経になる細胞は神経を作る設計図のみを開き、他の設計図を開けなくする必要があるのです。
 では、ES細胞はどんな細胞かと言うと、ES細胞は将来胎盤を作る細胞群と胎児を作る細胞群とに胚の細胞の運命が分かれた直後の胚から、胎児を作る細胞を取り出して培養したものです。つまり、ES細胞は胎児を作るための設計図を全部開くことができる細胞なので、理論上すべての細胞になることができます。現在では、ES細胞の培養条件を変えることで目的の細胞を作り出すことができるため、病気や事故などで失った細胞や臓器をES細胞から作り出そうという再生治療が期待されています。(杉尾)

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