イカは生命の根本原理「セントラルドグマ」を揺るがす存在であることが判明

animals_plants ナゾロジー編集部 2020/3/25(水)

アメリカ・ウッズホール海洋生物学研究所により、イカは自らの力で遺伝子編集できることが判明しました。

一般的には生物の細胞の核内で生じるRNA編集を、「核外」で行うことができるというのです。

こうした特徴は他の生物には見られず、地球上でイカのみと思われます。

研究の詳細は、3月23日付けで「Nucleic Acids Research」に掲載されました。



https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkaa172/5809668 Spatially regulated editing of genetic information within a neuron

イカの神経細胞はセントラルドグマから逸脱していた

私たちの体をつくるタンパク質は、DNAにコードされた設計図を、様々な種類のRNAが仲介することによって生成されます。

このDNAを出発点としたRNAの仲介を介して行われる一連のタンパク質生成過程は「セントラルドグマ（中心教義）」と言われており、現代の分子遺伝学の中心となっている原理です。

この一連の過程の中で、最も際立っている存在がRNAです。

セントラルドグマにおいて働いているRNAは実に多様あり、あらゆる過程において中心的な役割を果たします。

RNAがこのような多様な働きを行えるのは、目的に合わせて自己の塩基配列を編集する能力を持っているからです。

そのため同じ配列を持つRNAが全く別のタンパク質の生成を仲介することも可能になります。

しかしこれまでの見識によると、RNAの編集は細胞の核の内で限定されているはずでした。

しかし今回、アメリカに生息するケンサキイカを調べたところ、他の生物とは異なり、細胞核の外でRNAを編集できることが分かったのです。

具体的には、神経細胞から伸びる「軸索」という、電気信号を近くのニューロンに伝達する部位でRNA編集が行われていました。

この事実は、古典的な理論である「セントラルドグマ」を揺るがしかねない大発見です。

そのため研究者たちは核の外に出たRNAが何をしているのかに調査を集中させました。

結果、核から「脱走」した未成熟なRNAは、辿り着いた細胞の区分で自在に変化し、局所的に高い必要性を持った地域固有のタンパク質を、その場でインスタントに生成していることが明らかになりました。

ニューロンから伸びる軸索は種類によっては非常に長く、核からタンパク質が輸送されてくるのを待つよりも、出張したRNAによる、タンパク質のオーダーメイドがのほうが効率がよいからだと考えられます。

研究主任のヨシュア・ローゼンタール氏は「こうした機能はおそらく、水温の変化など、新しい環境に適応する必要性から獲得されたのでしょう」と話します。

RNAを使った治療法への応用も可能？

ローゼンタール氏は「イカが環境適応のための遺伝子編集を、DNAではなく、RNAを用いていることは注目に値する」と述べます。

現在、人工的なゲノム編集として用いられる「CRISPR/Cas9」は、狙ったDNA配列をピンポイントで切断、削除、置換、挿入などができる技術です。

しかし、この技術はやり直しが効かないというデメリットがあります。つまり、失敗すると、二度と修復できない可能性があるのです。

一方、今回の研究を応用するならば、ｍRNAは不要になれば素早く分解されることがわかっており、治療ミスが起きても比較的安全にすむでしょう。

例えば遺伝疾患のある人に健康な人のｍRNAを注入すると、壊れたDNAは壊れたRNAを生産し続けるものの、大量の健康なRNAが注入されるため、壊れたRNAの比率は劇的に低下します。

すると、つくられるタンパク質も正常になるため、非常に先進的な方法だと考えられます。まだ実現は難しそうですが、今回わかったイカの仕組みを利用すれば、少しは可能性があるかもしれません。

イカの遺伝子編集技術は、近い将来、人のための医療技術の進歩に応用されるかもしれませんね。

point イカの神経細胞はセントラルドグマから逸脱していた

細胞の核外でRNA編集できるのは地球上でイカだけ

【編集注 2020.03.27 15:44】

記事内容・タイトルに一部不明確な箇所があったため、修正して再送しております。

reference: zmescience wired / written by くらのすけ , edited by katsu