遺伝学の簡単な歴史: 遺伝学が医学とアイデンティティをどのように変えたか

遺伝学は、遺伝子が世代を超えてどのように伝達されるかを研究するもので、これには個人の形質、身体的特徴、疾患を生み出す遺伝情報が含まれます。この最近の生物学分野は変革を遂げました 薬、 農業、バイオテクノロジー、薬理学。

DNA (デオキシリボ核酸) には、すべての生物の発達に必要な設計図が含まれており、遺伝の中心であり、遺伝学の焦点となることがよくあります。遺伝子検査と遺伝子工学は、この分野の最も著名なサブ分野の 2 つです。遺伝子検査により、医師は治療が必要な可能性のある症状を特定することができ、一方、遺伝子工学により、特定の DNA 特性を変更または作成することができます。

背景

紀元前 4 世紀初め、古代ギリシャ人は世代間の遺伝形質の伝達について疑問を抱き、子供の特定の身体部分が親の対応する身体部分から受け継がれることを示唆しました。しかし、時々、子供たちは両親には似ず、別の親戚のように見えることもあったという。 アリストテレス （紀元前384～322年）。さらに彼は、身体的特徴を伝えるのは父親であり、子供の発達を助ける適切な環境を作り出すのは母親であると信じていた。アリストテレスの考えには、どれも正確ではありませんでしたが、遺伝は血液を介して伝わるという信念が含まれていました。それは数世紀後、特に顕微鏡の発明により、科学者は遺伝的特徴をより詳しく調べることができるようになりました。

19 世紀初頭までに、科学者たちは、一方の親からの身体的特徴が、もう一方の親からの特徴を支配することを明らかにしました。

1824 年、フランスの科学者ルネ・ジョアキム・アンリ・デュトロシェ (1776-1847) は、動植物の組織は細胞で構成されていると結論付け、1600 年代後半以来科学者によって保持されてきた仮説を検証しました。ドイツの植物学者マティアス・ヤコブ・シュライデン（1804～1881）とドイツの細胞学者テオドール・シュワン（1810～1882）による1838～39年の追加研究により、細胞が生命の基本単位であることが確認された。どちらの発見も細胞理論を構成します。その後の科学者たちは、核やミトコンドリアを含む細胞のさまざまな部分を特定することによって理論を拡張しました（核は細胞の遺伝物質を含み、細胞の機能を調節しますが、ミトコンドリアは細胞のエネルギーを生成します）。さらに、細胞学の新興分野では、細胞の形成、構造、機能、および細胞の遺伝との関係が研究されています。英国の博物学者チャールズ ダーウィン (1809-1882) は、遺伝的特徴は世代から世代へと受け継がれると提唱し、科学者たちは、後に生殖細胞 (精子と卵子) と呼ばれるようになるものに遺伝情報が含まれていると信じるようになりました。

1760 年代、スウェーデンの分類学者カール リンネ (1707-1778) は、さまざまな種類の同じ種、植物、動物を組み合わせることで、異なる形態の生命が生み出される可能性があることを示した、雑種形成として知られる理論を提唱したとされています。その後の世代も、これらの新しい形式の特徴を継承します。 1700 年代後半、フランスの医師は、親と子の身体的類似性を説明するために遺伝の概念を提案しました。 19 世紀初頭までに、科学者たちは、一方の親からの身体的形質がもう一方の親からの形質を支配し、種間の生殖を制御できることを明らかにし、研究者が遺伝学の統一理論を開発するようになりました。

画期的な

1859年にイギリスの博物学者チャールズ・ダーウィンが出版した 自然選択による種の起源についてその中で彼は自然選択理論（環境への適応を可能にする遺伝的形質を持っている場合、生物はより生存し、繁殖する可能性が高くなります）を説明し、遺伝学の現代的な理解につながりました。しかし、ダーウィンは、生命体が時間の経過とともに変化することを可能にする遺伝的特性の根底にあるメカニズムを説明できませんでした。

遺伝する優性遺伝子と劣性遺伝子の発見は、オーストリアの修道士、グレゴール メンデル (1822-1884) の功績とされています。メンデルは、エンドウマメ植物を使用して、色、高さ、花など、ある世代から次の世代に受け継がれる植物のさまざまな特徴を特定しました。メンデルはさらに、形質 (別名表現型) はペアで (それぞれの親から 1 つずつ) 生じ、1 つの形質がより頻繁に現れるため、後続の世代で優勢になるだろうと結論付けました。さらに、形質の伝達はパターンで発生しました。これらの発見は、後にメンデルの遺伝学の原理として知られるようになったものでした。当初は他の科学者によって認識されませんでしたが、メンデルの発見は 1900 年に再び浮上し、それによって遺伝学が科学分野として確立されました。

19 世紀末から 20 世紀初頭にかけて、遺伝学の研究の中心となるさらなる発見が行われました。遺伝物質を含む染色体は、1882 年にドイツの生物学者ヴァルター フレミング (1843-1905) によって発見され、有糸分裂 (細胞分裂) も特定しました。 1906 年、英国の生物学者ウィリアム ベイトソン (1861-1926) は、遺伝の研究を説明するために遺伝学という用語を使用した最初の人物でした。デンマークの生物学者ヴィルヘルム・ヨハンセン (1857-1927) は、遺伝とともに環境要因が遺伝子の変異を決定すると主張し、遺伝子、遺伝子型 (細胞の遺伝的組成)、および表現型 (遺伝子型と環境の相互作用から生じる物理的特徴) という用語を考案しました。アメリカの遺伝学者、ウォルター・スタンボロー・サットン（1877-1916）は、バッタを使った研究で、有性生殖における染色体の役割を解明するのに役立った。 1902 年に発表された彼の研究結果は、染色体が対で存在することを証明し、精子と卵細胞がそれぞれ 1 対の染色体を持っていることを確認しました。

モーガンは遺伝子組み換え理論の提唱者として知られており、その研究により「古典遺伝学の父」の称号とノーベル賞を受賞しました。

ジャン・ガヨンによれば、 メンデルからエピジェネティクスへ: 遺伝学の歴史、世紀の前半は古典的な遺伝学が主流でした：「遺伝子は同時に機能と伝達の単位であり、組換えと突然変異の単位でもある」(225)。トーマス・モーガン (1866-1945) のショウジョウバエを使った先駆的な研究は、世代間の身体的形質の伝達における染色体と遺伝子の関係を実証し、その結果、染色体遺伝理論、つまり染色体に存在する遺伝子が遺伝の基本的な構成要素であるという考えが生まれました。彼は、特定の染色体には特定の遺伝子が含まれており、それが常に次の世代に伝わるとは限らないことを確立しました。モーガンは遺伝子組み換え理論の功績が認められています。つまり、遺伝物質が DNA 分子に伝達され、新しい遺伝子が形成されるということです。彼の研究により、彼は「古典遺伝学の父」という称号を獲得し、1933 年にノーベル医学賞を受賞しました。

20 世紀前半は古典的な遺伝学の研究が主流でした。 DNA の基本構成要素であるヌクレオチドは、1929 年にアメリカの化学者フィーバス A. レヴィン (1869-1940) によって発見されました。もう一人のアメリカ人化学者、ライナス・ポーリング（1901-1994）は、鎌状赤血球貧血に関する問題を研究しており、タンパク質の変化によって引き起こされることが多い遺伝性の遺伝性疾患についての説明を提供しました。古典的な遺伝学は、DNA がすべての遺伝物質の重要な構成要素であるという確信を持って、DNA の構造をより深く理解しようとしました。 1950 年代までに、現代遺伝学は、遺伝子がどのように機能し、遺伝過程でどのように機能するかを理解することに着手しました。

1953 年、二人の分子生物学者、アメリカ人のジェームズ・ワトソン (1928-2025) とイギリス人のフランシス・クリック (1916-2004) が、 ロザリンド・フランクリンの DNA の画像は、DNA の二重らせん構造を初めてマッピングしました。彼らの発見は、DNA が遺伝の遺伝物質を担っており、その構造が他の物質とともに自己複製することを証明しました。これらの発見は現代の分子生物学の基礎を築きました。両氏は1962年にノーベル医学賞を受賞した。

1956年、「分子医学の父」と呼ばれるアメリカの生化学者バーノン・M・イングラム（1924～2006年）は、鎌状赤血球貧血の研究で、DNA遺伝暗号の一文字の突然変異が遺伝性の医学的疾患を引き起こすのに十分であることを明らかにし、血友病や嚢胞性線維症などの同様の疾患の予防と治療の可能性を提供した。その直後、ダウン症候群の人で最初のヒトの染色体異常が確認されました。この遺伝性疾患は余分な染色体の結果であり、染色体の直接検査によって発見されました。

子供の性別と先天性障害の原因となる染色体異常は、その後数十年間科学者たちの関心を集めた研究分野の一つでした。バイオテクノロジーは、DNA フィンガープリンティングにつながる突然変異の特定を研究する分野としても登場しました。さらなる研究により、ヒトインスリンとヒト成長ホルモンの開発（1979年）、クローン作成（1981年、ドリーという名前の羊が誕生）、ヒトの遺伝子治療（1990年）が行われました。

ヒトゲノムプロジェクト

遺伝学は一度に単一の遺伝子の研究を指しますが、ゲノミクスは細胞に含まれるすべての遺伝情報の研究です。 1990 年に始まり 2003 年に終了するヒューマンゲノム プロジェクト (HGP) は、ヒトの DNA に含まれるすべての遺伝情報、およそ 30,000 ～ 35,000 個の遺伝子を特定しました。 2006 年、アメリカの生物学者、ロジャー D. コーンバーグ (1947 年生まれ) は、DNA が RNA (リボ核酸) に変換されるプロセスである転写を発見しました。RNA (リボ核酸) は、身体のさまざまな部分に遺伝情報を伝達する身体機能に不可欠な分子です。がんや心臓病などの病気は、RNA の合併症が原因で発生することがよくあります。

2022 年、科学者たちはヒトゲノムの最初の全体地図を完成させました。近年、遺伝子研究、ヒトクローン作成、幹細胞研究、遺伝子組み換え食品や作物の方向性をめぐる論争がこの分野を席巻している。

結果

約100年以内に、遺伝学の分野は、新しい薬、害虫や病気に抵抗力のある作物を生み出し、新しい遺伝性疾患の特定を行い、カップルが親子関係を経験するのを助け、そして（特に共通の祖先であるミトコンドリア・イブとY染色体アダムを明らかにすることによって）すべての人類のDNAのつながりを特定してきました。遺伝子研究により、人々は祖先の移動を追跡できるようになり、特にアフリカ系アメリカ人にとって重要です。 大西洋横断奴隷貿易、故郷と人々を探しています。 アフリカ。

現場で働く科学者や医師は、研究に関連する倫理的および社会的懸念に定期的に直面しています。身体能力を高めるために人間を改造するために遺伝子工学を使用すべきでしょうか?将来の親が目や髪の色、身長、肌の色を選べる「デザイナーベビー」を作ってみてはいかがでしょうか?これらの問題は通常の慣例ですか、それとも医師の「ごっこ遊び」の例ですか 神?「人類の歴史において、人々が現在および将来の身体状態を劇的かつ大幅に変更または制御する能力を持っていたことはありません。遺伝学の分野は、有益な方法で自然を克服する無限の可能性を提供しますが、その代償はどのようなものでしょうか?