BI Daily Newsletter

「ゲノム編集」ノーベル賞受賞で熱視線。「生命の設計図」の謎はどこまで解明されたのか【サイエンス思考】

遺伝子

Tartila/Shutterstock.com

2020年10月7日。

「ゲノム編集」の技術を進歩させ、生命科学に大きな影響を与えた功績から、ドイツ、マックスプランク研究所のエマニュエル・シャルパンティエ教授と、アメリカ、カリフォルニア大学のジェニファー・ダウドナ教授に2020年のノーベル化学賞が授与されることが発表されました。

「ゲノム編集」は、生物の遺伝子を自由自在に書き換えることを可能とする、夢の技術です。

ダウドナ教授らが考案した手法の登場によって、ゲノム編集は非常に扱いやすい技術として広く普及し、生命科学の発展の流れを大きく加速させました。

ゲノム編集に限らず、遺伝子治療薬や遺伝子検査、遺伝子組み換え食品など……「遺伝子」や「ゲノム」に関する技術は、今や私たちの生活のすぐ近くにまで迫っています。

「生命の設計図」であるゲノム。

今月の「サイエンス思考」では、いつの間にか社会に入り込みつつある「ゲノム」の基本、そして、ゲノム編集をはじめとした遺伝子工学の技術が現代の生命科学にもたらした影響について、日本遺伝学会会長、東京大学の小林武彦教授に聞きました。

遺伝する因子は「液体」か「粒子」か

現代的な遺伝の考え方は、19世紀後半「メンデルの法則」で知られる、オーストリアの植物学者、グレゴール・ヨハン・メンデルの研究が発端だとされています。

メンデルは、エンドウの研究をする過程で、親から子へと特徴が受け継がれる(遺伝する)際に、ある法則性があることを発見します。

常に表面がシワ状になる種をつけるエンドウと、表面が丸い種をつけるエンドウ。同じ形の種をつけるエンドウ同士を何度も交配させた後で、形の異なる種をつけるエンドウと交配すると、次の世代(第一世代)の種の形はどうなるでしょうか。

メンデルの法則

メンデルは、観察研究をもとに、生物は特定の性質に関する遺伝子を、両親から1つずつ受け継いでいると考えました。また、丸い種の遺伝子とシワ状の種の遺伝子を1つずつ受け継いでも実際にはどちらか一方の性質しか実現できないケースもありえます。このとき、優先される性質を「顕性」(優性)。見えなくなってしまう性質を「潜性」(劣性)といいます。

N.Vinoth Narasingam/Shutterstock.com をもとに、一部編集部で加工。

メンデルの観察研究では、第一世代のエンドウは、すべて丸い種をつけました。

しかし、さらにこの第一世代のエンドウ同士を交配させて作られた第二世代のエンドウでは、丸い種とシワ状の種が3対1の割合で観察されます。一度消えたはずの性質が、再び現れるのです。

メンデル

メンデルの肖像画。遺伝の研究をしていたことから、遺伝学者として認知されることの多いメンデルですが、実は当時は修道院で修道士をする傍ら、研究に取り組んでいたといいます。

Wellcome Collection. Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)

メンデルの発見以前、子どもの特徴は、親の精子(精細胞)や卵子(卵細胞)に含まれる「液体のような成分」が混ざり合うことで生み出されると考えられていました。

もし、子どもの特徴が、液体が混ざり合うようにして生み出されるのであれば、種が丸い第一世代のエンドウ同士をいくら交配させても、丸い種を持ったエンドウしか生まれてこないはずです。

「赤と青を混ぜて一度紫になったら、(それ以降は)紫以外出てこないと思われていました。メンデルは、第一世代では見かけ上は丸に見えていたけれども、遺伝物質としては、混ざることのない粒子性の成分として、シワの成分があると考えたのです」(小林教授)

これが、現代の「遺伝子」の考え方の基本となりました。

メンデルは、こういった観察研究の果てに、独立の法則、分離の法則、顕性の法則(※)からなる「メンデルの法則」を見出しました。

※丸い種とシワの種のエンドウの例で、第一世代のように種の形に関わる2つの遺伝子をもっていたときに見かけに現れる特徴を「顕性」。隠れる特徴を「潜性」といいます。かつては、顕性を優性、潜性を劣性と表現していましたが、偏見などを招きかねないとして、表現が改められました。

染色体の発見によって“再発見”された「メンデルの法則」

玉ねぎ細胞

タマネギの細胞を顕微鏡で観察すると、このような様子を見ることができます。細胞の中にあるヒモ状に見える物質が「染色体」です。

Rattiya Thongdumhyu/Shutterstock/com

しかし残念ながら、メンデルの法則は、なかなか評価されませんでした。

メンデルは遺伝に関する法則を見出したものの、肝心の粒子状の成分の正体を示すことができず、周囲の研究者たちも、メンデルの仮説を信じきれていなかったのです。

この風向きが変わったのは、メンデルの没後、20世紀になってすぐのことです。

この記事はBI PRIMEメンバー限定の有料記事です。
BI PRIMEメンバーになると続きをお読みいただけます。

BI PRIMEメンバーになる
ログインして続きを読む
  • Twitter
  • Facebook
  • LINE
  • LinkedIn
  • クリップボードにコピー
  • ×
  • …

あわせて読みたい

BUSINESS INSIDER JAPAN PRESS RELEASE - 取材の依頼などはこちらから送付して下さい

広告のお問い合わせ・媒体資料のお申し込み