無料の検索エンジン PubMed を介して、誰でも医学と生物学のすべての研究論文にアクセスできます。 PubMed で「がん」を検索すると、最新のものから順に 497 万件の論文へのリンクが表示されます。 「遺伝子」をクエリすると、リンクが 334 万件、「ウイルス」が 144 万件、「突然変異」が 127 万件となります。 その数は日に日に増えていきます。 しかし、「パラミューテーション」を検索すると、220 件ほどの論文しか見つからないはずです。 なぜなら、パラミューテーションに関する研究はまだ始まったばかりだからです。
遺伝子の変異ががんの原因となる可能性があることは多くの人が知っています。 そして、新型コロナウイルス感染症のパンデミックにより、ウイルスに対する人々の意識と恐怖が高まりました。 この環境では、パラミューテーションはウイルスから人間を守ることができる変化です。 オーストリア、ウィーンの集団遺伝学研究所の研究者、アルモロ・スカルパ氏とロバート・コフラー氏は、その方法を次の論文で示した。 論文が出版されました 日記で 遺伝学 10月11日。
染色体と遺伝子
私たちの体の各細胞には 23 対の染色体があります。 各ペアの 1 つは各親から継承されます。 すべての染色体には、1 つの長い DNA 分子といくつかの染色体タンパク質が含まれています。 DNAは塩基と呼ばれる4つの化合物から構成されています。 遺伝子は、DNA 内の特定の塩基配列です。
遺伝子があるとき、 表現された、これは、その配列が RNA と呼ばれる関連分子の塩基配列にコピーされることを意味します。 次に、RNA 塩基配列は、遺伝子によってコードされるタンパク質を作るのに必要なアミノ酸の配列を細胞に伝えます。
このようにして、遺伝子は、DNA と RNA を遺伝子のマスターおよび作業コピーとして、タンパク質の合成を指示します。
罠を仕掛ける
の piRNAクラスター 異なる種類の遺伝子です。 piRNA クラスターの RNA はタンパク質の製造には使用されません。 代わりに、piRNA (piwi-interacting RNA の略) と呼ばれる 23 ～ 30 塩基の短い断片に切断されます。
piRNA は、piwi ファミリーに属するタンパク質に関連付けられています。 piwi-piRNA 複合体は捜索破壊兵器です。 piRNA は、piRNA と同じ配列を持つ RNA および DNA の検索をガイドし、piwi タンパク質は標的の RNA を破壊するか、単に標的の遺伝子を「オフ」にします。
事実上、piRNA クラスターはウイルスのトラップです。 ウイルスが細胞に感染すると、その DNA は宿主細胞の DNA に組み込まれます。 偶然それが piRNA クラスターに組み込まれた場合、クラスターは宿主の RNA と DNA 内の同じ配列を識別して破壊できる piRNA を作成する能力を発達させます。
簡単に言うと、宿主の DNA は捕らえられたウイルスを取り込んで抗ウイルス剤を作ります。
ショウジョウバエ (キイロショウジョウバエ) は 1901 年以来、遺伝学研究の主力製品です。piRNA クラスターはそのゲノムの約 3% を占めています。 教授スカルパとコフラーはコンピューターシミュレーションを使用して、piRNAクラスターの抗ウイルス作用がパラ突然変異によって多様に増幅されることを発見した。 つまり、パラミューテーションにより、ハエの個体群がより早くウイルス耐性を持つようになるということだ。
パラミューテーションとは何ですか?
突然変異とは、染色体の DNA の塩基配列におけるあらゆる変化です。 パラミューテーションは、染色体タンパク質の小さな化学修飾です。近くの遺伝子をサイレント状態に反転させます。 したがって、パラ突然変異遺伝子の活性型と沈黙型は同じ DNA 配列を共有しますが、それらに関連するタンパク質は異なる修飾を受けています。
パラミューテーションは元々、同じ遺伝子の母方由来のコピーと父方由来のコピーの間の相互作用のみを指しました。 1 つのコピーに関連付けられたタンパク質修飾は、もう 1 つのコピーに関連付けられたタンパク質にコピーされ、両方のコピーが沈黙しました。 これにより、パラミューテーションされた状態が次の世代に永続化されました。
現在、修飾を引き起こす相互作用には piRNA や他の短い RNA が関与しており、DNA 配列に依存していることがわかっています。 したがって、パラミューテーションは現在、染色体の位置に関係なく、同じまたは類似の DNA 配列を共有する遺伝子間の相互作用を指します。
パラミューテーション vs. ウイルス
1 つのクラスターからの piRNA は、クラスターの外側のゲノム内の他の場所に挿入されたウイルス DNA コピーをパラミューテーションする可能性があります。 その結果、パラ変異挿入は、ウイルスタンパク質の生成からより多くの piRNA の生成に切り替わります。 これが新しい研究で明らかになったメカニズムです。
ただし、ウイルスの挿入すべてがパラミューテーションを受けやすいわけではありません。 また、一部の挿入が他の挿入よりもパラミュータブルである理由もわかりません。
植物のパラミューテーション
ウィリアム・ベイトソンとキャロライン・ペリューは、料理用エンドウ豆の最初のパラミューテーションを発見しました（エンドウ豆）そして1915年にそれを報告しました。 遺伝学ジャーナル。 ベイトソンはこのジャーナルの最初の編集者の一人でした（著者は現在の編集者です）。 彼はまた、遺伝の研究を説明するために「遺伝学」という用語を作りました。
栽培エンドウ豆とのその他の違いの中でも、パラ突然変異した植物は、より小さく甘さの少ない種子を作りました。 農民たちは彼らを「ならず者」と呼びました。 （不正とは、劣った植物や欠陥のある植物や苗を取り除くことを指します。）不正品種は真に交配され、不正な子孫のみが生まれ、不正品種と目的の品種との交配では不正な子孫しか生まれませんでした。
農学者たちは不正エンドウ豆を根絶するために多大な努力を払ってきたが、不正エンドウ豆についての理解は初めて実質的に前進した。 2021年のみ。 その後、ポルトガルのアルガルヴェ大学の研究者らは、不正な特徴を失った突然変異体を単離したと報告し、科学者らに不正植物と非不正植物がどのように異なるかを解明するための扉を与えた。
パラミューテーションはおそらく、自然界のより厳重に守られている秘密の 1 つです。 私たちは現在、数百の植物や動物、さらには数万人の人々の完全な DNA 配列を持っていますが、それらの無数の染色体タンパク質と RNA の文書化はまだ始まったばかりです。 動物と植物のパラミューテーションの類似点と相違点は、まだ比較的初歩的なものです。 したがって、PubMed が 250 番目のリンクを公開する前でも、刺激的な発見が期待できます。
著者は退職した科学者です。
