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遺伝子 - Part 3の記事一覧
クローンヒツジドリー誕生の時のお話です。それまでのクロ-ン技術は受精卵が分裂して四個の細胞(胚)になった時に別々の代理母の子宮に注入する胚移植でした。1996年にイギリスのイアン・ウイルムットの研究チームがベンチャー企業と共同で、多くの難関をクリアして6歳のメスヒツジの乳腺細胞からのクローンヒツジを誕生させたのでした。難関の第一は核の入れ替えの時期の設定でした。従来は双方の細胞が分裂しかかる活動的なG₁期に設定していました。しかしこれでは上手くいかなかったので、細胞を飢餓状態において活動を極端に抑え、不活性な状惣であるG₀期に設定して成功したのです。理由ははっきりしませんが、DNAの鍵がはずれ易くなったものと考えられます。未受精卵の卵子の外側にある透明体にある極体(遺伝子の集まり)と染色体を取り除きます。次に透明体に開いた穴から乳腺細胞を一個入れます。この段階では何も起こりません。これに電気刺激を加えると、乳腺細胞と卵子がくっついた所に穴が開き、細胞の融合が起こります。そこで乳腺細胞の核が卵子から抜きとられた核の後釜になると、結果的に核の移動が起こった為に、発生が始まるのです。この方法で作ったクローンの受精卵277個で発生したのが29個、代理母に移植出来たのが13個、その内生まれたのが一頭のドリーでした。
人には全部で23対(46本)の染色体がありますが、その長い物から順に番号が付いています。最も長いものが第一染色体で、23対の染色体全てに約10万個の遺伝子が乗っています。 1989年に始まり数十年かかると言われていた人ゲノム計画は、遺伝子操作の技術の急速な進歩によって2003年4月にはマッピングが終了しました。この遺伝子のマッピングとは何番目の染色体のどの位置に遺伝子があるかを決める事です。明らかになった人遺伝子が細胞でどんな役割を果たしているかの統計があります。第一位は遺伝子と蛋白質に関わるもので、例えば蛋白質のアミノ酸配列を命令する遺伝子やどの遺伝子を転写するかを決める遺伝子等が22%ありました。第二位は代謝に関する遺伝子が17%第Ξ位は細胞間にシグナルを送るホルモンをコードする遺伝子と、免疫と恒常性を維持する蛋白質の遺伝子が共に12%。そして細胞の材料や細胞を勤かす為の遺伝子が8%。細胞分裂やDNAの合成に係わる遺伝子が4%です。またどの分野にも入らない遺伝子が25%あります。10万個の遺伝子の中には、その遺伝子によって病気になったり、あるいは病気に罹り易くなる様な遺伝子が沢山含まれています。
感染症と違って、原因が遺伝子の異常にある疾病の場合には薬や免疫力に期待できないので、遺伝子療法が求められます。これまで行われて来た遺伝子療法の多くは正常な遺伝子を入れるもので、肝癌や皮膚癌等に応用され、最初にADA欠損症で成功しています。一般的な方法としては患者さんの体から取り出した細胞に、遺伝子組み替えで必要な遺伝子を持たせたウイルスを感染させて患者さんの体に戻すと言うものです。この遺伝子療法は根本的な医療行為として期待されていますが、実際はまだまだ多くの課題をかかえています。例えば目的の遺伝子を運ばせるウイルスが目的通りの運搬をするとは限ら無いという正常な遺伝子を持った運搬ウイルスを作れたとしても、体に戻された時にその遺伝子が核の中のDNAの正しい部分に挿入されると限りません。挿入されたウイルスが細胞の酵素によって攻撃されて壊れる事もあり、その為ため正しい遺伝子が有効に働かない事が多いのです。しかも従来の方法も併用しているので、はっきりと遺伝子による治癒なのかは断定できないのが現状です。一方で遺伝子が働か無いのでは無く、悪い遺伝子が働いて疾病をもたらす場合には、良い遺伝子を入れるだけでは有害遺伝子の発現を消す事は出来ません。体細胞では悪い遺伝子だけを取り除く事はできないのです。IPS細胞を使っての再生医療はこれから進んで行くと思われますが癌ではウイルスを使って体内に組み込みインターフェロンを放出させ癌を縮小させる等の効果が出ていますがIPSの癌化問題がまだ解決できた訳では無く、その先の本来理想とする体の異常細胞を形成しているDNAが全て正常細胞に置換して健康体になる目標はまだ先にあり、これからの研究が期待されます。
遺伝子療法には患者の細胞を体外から取り出し、試験管の中で遺伝子を組み込み再び注射で体りに戻す方法と、遺伝子を組み込んだベクター(運び屋:核の中こ遺伝子を運びこむウイルスの事)を直接体内に注入する方法があります。遺伝子療法の世界初の成功例は1990年アメリカで行われてアデノシンデアミナーゼ酵素欠損症(ADA)による重症複合免疫不全症の女児に対して前者の方法で行われました。後者の方法では「心臓の冠状動脈付近に血管を新生させる」と言う医療行為です。アデノウイルスを用いたベクターにVEGFと呼ばれる血管内皮細胞新生因子の遺伝子を導入し、これを心筋梗塞等で狭窄した血管付近の心筋に注射すると、2週間程で新しい血管が狭窄部位を避ける様にバイパスして新生し、心筋への血流量が完全に回復するほどの成績を上げているのです。又、実験段階ですが肝硬変のあるラットの筋肉に肝細胞の増殖を促す肝細胞増殖因子(HGF)を使った遺伝子療法が行われています。約8割のラットで肝硬変で肝細胞が破壊されて起きる繊維症が完全に消失し、残り2割にも繊維症が約80%消失したという報告があります。