絵に描いたもちを食べる方法(11)
-交錯する餅の絵と生の餅-



手法に対する批判はあるにせよ、ワトソンとクリックが一つの究極、
遺伝子の本質にたどり着いたのは事実である。

それはいい。
しかしながら遺伝子とはあくまでもデータにほかならない。
では何が機能なのか?そしてデータと機能はどうつながるのか?

機能を持つのは多くの場合タンパク質である。
(RNAの場合もあるので必ずというわけではない。
 また、たんぱく質とRNAがそれぞれ似た形をとることすらある)

タンパク質が機能をもつことはかなり前から明らかになっていた。
では、DNAという情報が機能に変換されるメカニズムとはなにか?


セントラル・ドグマ


この単語は聞いたことがある人は少なくないはずだ。あるいは忘れている
だけかもしれない。遺伝子という情報を、機能に変換するメカニズム

RNAが転写され、アミノ酸の配列に変換される。
1950年にペール・ビクトル・エドマンが、フェニルイソチオシアネートをN末端
(アミノ酸配列の頭)にアルカリ性条件下で結合させることで1アミノ酸ずつ
分解しアミノ酸配列を解析する方法を開発した。

アミノ酸は NH2-CHX-COOH  のような形の分子群が、俗にペプチド結合と
よばれる脱水縮合によって構成されている。
エドマンはこのペプチド結合を1アミノ酸ずつ切り取っていった わけだね。

ただ、この方法には結構欠点がある。特に最大の欠点は、特定のアミノ酸
(アスパラギンとアスパラギン酸、グルタミンとグルタミン酸)を区別できないと
いうものである。グルタミン酸とか生体内でかなり重要な働きしてるのに…

1955年にアミノ酸の配列解析がインシュリンペプチドに対して行われた。
ノーベル化学賞をなんと二つも獲った分子生物学の最大級の天才
フレデリック・サンガーによってである。
(どちらも化学賞であり、同一分野ダブル受賞者は世界でサンガーのみ)

サンガーが用いた手法は、まずトリプシンによるたんぱく質分解を行い、
その後N末端のアミノ酸をジニトロフェニル誘導体にして着色すると
いうものである。こうすると黄色に着色できる。
そのほかに電気泳動によるフィンガープリントも使用している。
このようにしてインシュリンの分子構造(アミノ酸の並び)が決定したのだ。
(ちなみにRNAに対するフィンガープリントも開発している…)

1960年代に入ると人類はいよいよ塩基配列解読に取り掛かる。
アミノ酸配列とRNAの対応づけがマーシャル・ニーレンバーグにより
行われたが、このやり方がなかなか面白い。

まずウラシルだけのRNA を作り上げ、タンパク質合成酵素にアミノ酸配列を作らせる。
すると、なんとフェニルアラニンだけ のアミノ酸配列ができる。
こりゃおもすれーと彼が思ったかは解らないが、似たようなノリでアデニンだらけ、
グアニンだらけ、シトシンだらけのRNAを合成したり、2種類、3種類のRNAを混ぜたりして
アミノ酸作らせたりしていくうちに全ての暗号解析終了。
ちょっとたのしそうだなこの解析。

さて、タンパク質のコドン研究が進んでる間、遺伝子解析は困難の極みにあった。
DNA4種類読むのもなかなか一苦労なのである。

アラン・マクサムとウォルター・ギルバートがまず一つの口火を切る。
特定の配列大量に集めて化学的に断片化し、電圧かけて寒天ゼリーを泳がせる。
彼らの方法は二人の名前をとってマクサム・ギルバート法と呼ばれる。
ただ…この方法もあくまで引き算なのである。つまり大量のDNAが必要。
(しかし現在も特殊な状況下では使用されている)

一方シャイな天才(共同実験スキルなし )のサンガーは、別のアプローチを考えていた。
「DNAは相補鎖なんだから…途中でDNAを伸ばすのを止めると…」
DNAの片側を途中で止めることにより「増やしながら」配列解析が出来る。
双方とも1977年に提唱 した。おそらく競争だったのだろうな。

しかしDNA増やすPCRの開発をきっかけに、サンガー法が結果的に生き残る。
増やしながら配列解析を行うという手法 はPCRとの相性が最高だったのだ。
そしてごく最近までこの手法は主流といっても過言ではなかった。

最近になってようやく人類はその先を手に入れられたが…

しかし人類ってやつはなんだね、わずか1000塩基 しか読めない手法
使って30億塩基のヒトゲノムに喧嘩を売る人類。まさに無謀。
無論それによりいろいろな真実に近づけたわけだが…さて、その真実とは?

1990年、ついにゲノムとの闘いは始まってしまった。
錯綜する各国の思惑、政治利用、暗躍するセレラ社、翻弄される科学者…

次回、生物編最終回。(あと機械工学編と量子編があるよー)
ヒトゲノムプロジェクトの真実とは何だったのか、を語りながらまとめることにする。
全く無関係の人間でもないんでね、おいらも。
そのデータは今や全て電気信号に置き換わっている…

アンコロモチは電気信号の夢なのか?

何のこっちゃ。

 

top

楽天モバイル[UNLIMITが今なら1円] ECナビでポインと Yahoo 楽天 LINEがデータ消費ゼロで月額500円〜!


無料ホームページ 無料のクレジットカード 海外格安航空券 解約手数料0円【あしたでんき】 海外旅行保険が無料! 海外ホテル