1. 表現セクター 平川美夏

お便りありがとうございます。

ヒトのゲノムは、3ギガ塩基対、一般的なDVDの容量が約9ギガですから1枚あれば十分ですが、肺魚は約40ギガ塩基対ですので、5枚なければ収まりません。そのほとんどはタンパク質を作らない繰り返し配列ですので、文字列としては見ようによっては退屈なものかもしれませんが、肺魚のどのような歴史を刻み、なぜこの大きさでいるのか、何か答えが見えてくるはずと期待しています。

さて、教科書などでおなじみのRNAは3種類、ミッキーさんもご存知の、DNAを鋳型にタンパク質をコードする部分をコピーしたmRNA、mRNAのタンパク質コード部分の3塩基のコドンに対応するアミノ酸を運んでくるtRNA、両者が協力して働き、アミノ酸のつながりであるタンパク質を作る場であるrRNAです。DNAを鋳型にこれらのRNAをつくる酵素はそれぞれ決まっていて、mRNAはRNAポリメラーゼ2、tRNAとrRNAの一部はRNAポリメラーゼ3、rRNAの大きな部分はRNAポリメラーゼ1が働きますので、細胞には区別できるのです。ところが残念ながら人間には、配列だけを調べて見分ける方法が完全にわかってはいないので、研究するときには、細胞からRNAを集め、その配列を決めて、ゲノムの配列と比較して、一致する場所を決めるのが確実です*。mRNAには、転写の最後ににポリAというAAAA...が並んだシッポがついているので、タンパク質を作る遺伝子はそれで見分けます。mRNA以外にも、AAAA...が並んでいる箇所はありますので、開始コドンから終止コドンの間をタンパク質に翻訳して確認することも重要です。

rRNAの遺伝子は、実はヒトのゲノムには300個以上あり、主なパーツは5つの染色体の短い短腕（くびれから上の短い部分）に繰り返し並んでいて、細胞の核の中の核小体で転写されます。核小体は光学顕微鏡で見えるほどの大きさで、タンパク質を作り続けるために専用の場所があるのです。最終的には核から運び出され、リボソームの組み立ては細胞質で完了しますが、真核生物ではパーツにして約80個、200種類もの分子が関わっており、パーツの輸送や組み合わせを制御したり不出来なものをより分けたり、形づくりを助けるシャペロンも含まれます。

ゲノムの7〜80%は転写されていることがわかってからは、RNAは3種類どころか、長さも作られ方も機能もさまざまなものがあるとわかり、ゲノム解読後の生物学の大きな転換になりました。ゲノム研究は、どうしても配列に目がいきがちですが、RNAの場合は、負の電荷をもち、細胞内のタンパク質を磁石のように集めたり、並びを変えたりすることで、細胞の働きを調節する機能が注目されています。タンパク質とタンパク質の反応は、鍵と鍵穴のような厳密な関係が考えられていましたが、RNAが登場することで、生きものらしいウェットでダイナミックな細胞の働きが見えてきました。季刊誌103号の「ゲノムの形と生きものの形」で少し触れましたが、HOX遺伝子も同様のしくみが関わることがわかっています。

また不思議に気づいたら、ぜひ投稿してください。まだわからないことをいろいろと考えるのも楽しみです。

*RNA-seqという技術やトランスクリプトームという方法で、ゲノムとセットで調べられることが多いです。