体内時計は遺伝子によって制御されている?【時間】【遺伝子】

時間

ないてん(@naiten7110)です。

ある特定の時間になると目が覚めてしまったり、寝起きでどんなに眠くても日の光を浴びると覚醒してしまう経験はないでしょうか?
これは生物の設計図“DNA”の一種、時計遺伝子によって制御されています。
今回はこの時計遺伝子がどのようなメカニズムで時間を刻んでいるかを紹介します。

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時計遺伝子は一日のリズムが崩れたショウジョウバエの研究から見つかりました。この時、どの個体からも特定のDNAに異常が見られたため、そのDNAを“Period遺伝子”と名づけ、さらにこの遺伝子から生成されるタンパク質を“PERタンパク質”と名づけました。
さらに研究を進めたところ、このPERタンパク質は24時間周期で増減しており、加えてPeriod遺伝子に作用しPERタンパク質自身の生成を抑制する働きがあることも分かりました。

ここで問題が発生します。
タンパク質は通常、DNAを内包している核の外で生成されますが、PERタンパク質がどのようにして核の中に入り込むのかが分かりませんでした。
そこでショウジョウバエを用いた研究を進めたところ、二つ目の時計遺伝子である“Timeless遺伝子”を発見し、この遺伝子から生成されるタンパク質を“TIMタンパク質”と名づけ、このTIMタンパク質がPERタンパク質と結合して核の中に連れ込む働きをしていることが分かりました。

またPERタンパク質が24時間周期で増減していたのは、“Doubletime遺伝子”から生成されるDBTタンパク質がその一部を担っていることが分かりました。DBTタンパク質はPERタンパク質を分解し、PERタンパク質の蓄積を遅延させる、つまり周期を長くしていたのです。このDoubletime遺伝子の発見は、PERを24時間周期で増減させる他の遺伝子の存在を示唆しているそうです。

ここまでショウジョウバエの時計遺伝子を用いて説明してきましたが、この時計遺伝子は生物によって異なっており、人間を含む哺乳類の場合は「クロック」「BMAL1」「ピリオド」「クリプトクローム」が関係していると考えられているそうです。

この時計遺伝子による体内時計の仕組みはあらゆる細胞一つ一つに備わっており、これはガン細胞にも当てはまるそうです。そしてガン細胞は他の正常な細胞とは周期が異なっているそうで、治療薬が効果的に効きやすい時間を狙って投与する“時間治療”という手法があるそうです。

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このように体内時計は遺伝子によって生成される複数種類のタンパク質の働きによって制御されており、シナリオのタネとして応用するなら、体内時計に限らず何がしかの異能は遺伝子によって支配されており、遺伝子編集によって異能を治療できることもあれば、異能を変化させることもできるといったところでしょうか。

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最後まで読んでくださり、ありがとうございます。
みなさんのシナリオのタネ探しの一助になりましたら幸いです。

それではまたお会いしましょう、ご機嫌よう。

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