用語の説明
◆核酸
核酸とは、体を造るための設計図の役割をしているのが遺伝子（ＤＮＡ）であり、この遺伝子の材料となるものです。人の細胞６０兆個すべてに存在し、核酸はまさに生命の基本物質ということができます。
核酸の種類には人間の肝臓で作られるものもありますが、その合成能力は年齢とともに低下していきます。
また、１日に必要な核酸量は、約1.5～2.5gですが、通常の食事だけでは約1gしか摂れず、毎日不足しています。
（例：核酸1.5g＝いわし約2.54kg分）
核酸の働き
免疫力倍増作用
腸粘膜増強作用
ビフィズス菌の増加
抗酸化作用
核酸のデノボ合成の低下
核酸のサルベージ合成の亢進
アルコール代謝の改善
ＧＯＴ・ＧＰＴの低下
正常肝窒素平行の改善
チオアセトアミド作製肝硬変の肝切除後の窒素平行の改善
ガラクトサミン肝障害の抑制作用
四塩化炭素・チオアセトアミド作製肝硬変の窒素代謝の改善作用
サルベージ合成の促進。
性的能力が高まる
活性酸素でダメージを受けた細胞を修復する
◆DNA（デオキシリボ核酸）
DNA（デオキシリボ核酸）は、体を構成する約60兆個の細胞一つ一つに存在する物質で、親から子へ受け継がれる遺伝情報を記録しています。生物の設計図として体を形作り、司令塔として体を機能させています。秩序ある生命活動の為に重要な役割です。
しかし一方で、DNAは活性酸素・紫外線・タバコ・その他あらゆるストレスによって常に損傷を受けています。DNAの損傷は一日に数百万回とも言われており、傷ついた異常なDNAは生体細胞の存続をも脅かします。
生命の危機であるDNAの損傷に対して、生体は修復機能を持ち合わせています。損傷の多くはこの修復機構によって速やかに修繕されますが、加齢による修復能力の低下や修復ミス、生活習慣によるストレスの増加などによって、修復しきれなかった損傷が残ってしまいます。
ＲＮＡ
トランスファーＲＮＡ
「ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）に記録された遺伝情報をＲＮＡ（リボ核酸）が忠実に写し取り、それを基にタンパク質を合成する。
生物が作られるこの仕組みは『セントラルドグマ』と呼ばれる分子生物学の基本原理だった。
ところが、この基本原理から外れた現象もある。その1つが、ＲＮＡで最後に付け加えられる塩基配列をつくる仕組み。
ＲＮＡの大部分はＤＮＡのを作る塩基の組み合わせをもとに、決まった塩基を並べて合成する（鋳型にはめて作る）。
ところが、鋳型から塩基の連鎖を作った後に、さらにＤＮＡとは関係なく塩基が付け加えられてＲＮＡができあがる。
これがトランスファーＲＮＡ（tＲＮＡ）で、最後に付け加えられるのは「ＣＣＡ」という塩基配列。 タンパク質をつくるのに欠かせないもの。
ｔＲＮＡに塩基ＣＣＡを加える仕組みは、ＲＮＡがタンパク質を合成するために欠かせない過程。生物の多様性に関係しているとして注目されているノンコーディングＲＮＡ（ncＲＮＡ）などを完成させる反応にも使われている。
転移（transfer）RNAとよばれる70-90ヌクレオチドからなる低分子RNAであり、mRNA（伝令RNA）上の遺伝暗号であるコドンとアミノ酸とを結びつけるアダプター分子として働く。
その3′末端にはCCA（シチジンーシチジンーアデノシン）配列が普遍的に存在し、その末端にアミノ酸が付加される。
またこの配列は蛋白質合成工場であるリボゾームとの結合にも重要な役割を果たしている。
ncＲＮＡ ノンリコーディングリボ核酸
人のゲノム（全遺伝情報）のＤＮＡは塩基という分子のペアー（対）が約３０憶並んだ構造をしている。
その中にタンパク質を作る元になる遺伝子の配列部分が約２５０００カ所ある。それ以外の９８％は、「ジャンク｝（がらくた）と呼ばれてきた。
しかし理化学研究所が明らかにしたのは、タンパク質の設計図を持たない「ノンレコーディングＲＮＡ」（ncＲＮＡ）が無数にあることだった。
（ノンリコーディングリボ核酸）＝タンパク質に翻訳されないＲＮＡの総称。 ＲＮＡの半数以上がncＲＮＡであることが2000年ごろから分かってきた。
「ゲノムの世界は、タンパク質を生成しない[ncＲＮＡ]というＲＮＡが生命現象のなかで大きな役割を果たしていることが分かってきた。
東京大学の鈴木勉・准教授は質量分析を用いて、ncＲＮＡをそのままの状態で解析する技術を開発した。
mＲＮＡ（伝令リボ核酸） メッセンジャーＲＮＡ
筋肉疲労 2008年、○○は血液中に含まれる遺伝子の変化から筋肉疲労を判定する検査手法を開発した。
運動する前後の血液を元にＤＮＡチップを使って白血球のメッセンジャーＲＮＡ（mRNA）の量を測定する。
ｍＲＮＡはＤＮＡの遺伝情報を伝える役割を担っており、特定のｍＲＮＡがどの程度発現するかで、運動後の疲労度合いを把握できるとみている。
被験者に自転車型の運動器具を4時間こがせ、血液を解析したところ、運動後に約3000種類のｍＲＮＡの量が変化することが分かった。
そのうち、変化の度合いが大きい200種類を選び、あらかじめ設定した基準値と解析結果を比較し筋肉疲労の有無を客観的に判定する。
2009年、日本新薬はＤＮＡを元にタンンパク質を作る歳の鋳型となる「メッセンジャーＲＮＡ（伝令リボ核酸）」を量産する技術を開発した。
mＲＮＡはＤＮＡの遺伝情報を写し取ったもので、塩基が数百個連なった構造をしている。
細胞内の「リポソーム」がmＲＮＡの情報を読み取り、タンパク質を作る。 mＲＮＡの塩基配列の片方の端には「キャップ構造」と呼ぶ配列の塩基がついている。
mＲＮＡはキャップ構造をもとに、自分由来のmＲＮＡか？
ウイルスなど異物由来のmＲＮＡか？を区別する。
マイクロＲＮＡ マイクロＲＮＡがタンパク合成阻害
2007年、理化学研究所のチームは、塩基の数が少ない『マイクロＲＮＡ』がタンパク質の合成を妨げる仕組みを明らかにした。
タンパク質は『メッセンジャーＲＮＡ（mRNA）』の塩基配列をもとに、構成要素であるアミノ酸を順につなげる。
合成過程は「翻訳」と呼ばれる。
最新の研究で、塩基の数が21～22個のマイクロＲＮＡが、その翻訳をジャマすることが明らかになってきたが、詳細な仕組みはナゾだった。
理研の横山茂之プロジェクトディレクターらは、マイクロＲＮＡが標的となるmＲＮＡの翻訳を抑える過程を、試験管内で再現することに成功した。
詳しく解析した結果、マイクロＲＮＡを含む複合体が、標的の末端にある『ポリＡテール』と呼ぶ部分を短くすることを発見。
その先端の特殊な構造は翻訳が始まる目印となっているため、短くなることでマイクロＲＮＡの翻訳が抑えられているという。
マイクロＲＮＡの中には、脳にのみ存在するものがある。神経細胞をつなぐタンパク質の翻訳を抑制することが判明している。
2008年、科学誌「プロスワン」に掲載されたのが、血液中にあるマイクロＲＮＡを見つけたという内容。
ＲＮＡは壊れやすいため血液中には存在しないとされてきた。
2009年、ボストンで開かれたＲＮＡの国際会議で、落合孝弘・国立がんセンター室長が、マイクロＲＮＡが前立腺ガンの転移を抑えることをマウス実験で確認した。
◆アポトーシス あらかじめプログラムされた細胞死
（細胞の自然死）
自発的な細胞死。ＤＮＡが断片化する。
一瞬で死ぬのは・・・「壊死」
核が大きくなって分断化、ミトコンドリアに変化無し 急に小さくなる→細胞がいくつもの断片に分かれる。(アポトーシス小体)
◆ヌクレオチド 核酸の構成要素であり、糖と塩基がつながった構造をもつ。
DNAの場合にはアデノシン（A）、グアノシン(G)、シチジン(C)、チミジン(T)、RNAの場合にはアデノシン(A)、グアノシン(G)、シチジン(C)、ウリジン(U)のそれぞれ４種類からなる。
◆神経変性疾患 主に成人期以降に発症する脳の病気の一種で、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、ハンチントン病などがある。
これらの疾患の多くは、神経細胞内に異常なたんぱく質が産生されることが発症原因である。
◆パーキンソン病 手足のふるえやこわばり、動作緩慢、転びやすいなどの症状がある神経変性疾患のひとつ。日本での有病率は、およそ１，０００人に１人と言われる。
治療は、症状を緩和する薬物治療を中心に、様々な運動療法によるリハビリテーションが行われる。
◆ハンチントン病 不随意運動（自分の意思とは無関係で止められない体の動き）や精神症状（性格変化、知能障害）が特徴の神経変性疾患。
日本での有病率は、およそ１００万人に１～４人。
◆ミトコンドリア 最近、映画などの題材でも取り上げられることのある「不老不死」。
この不老不死に大きく関わる要因としてミトコンドリアの研究がクローズアップされてきている。
ミトコンドリアは、一般的に呼吸に伴う新陳代謝、神経伝達など生命の活動に対してエネルギーを供給、ないし媒介するものです。
本来、酸素は生物にとって毒素なんですが、ミトコンドリアは、それをエネルギーに変換する働きを持っています。
また、ＤＮＡには４種類の塩基が連なっているのですが、これが変異して病気にならないように、生物の進化や環境への適応の手助けをしています。
体温を保ったり運動ができるのはミトコンドリアのお陰です。 最近の研究では、ミトコンドリア自体がＤＮＡを持っており、この遺伝子は必ず母親のミトコンドリアＤＮＡを引き継ぐことが分かり、この繋がりを辿っていくことで古代人類の移動の跡を追跡できます。
ミトコンドリアの研究は、生命の起源を解き明かすヒントに繋がります。
一般的に原始生命体は、海水に溶けた有機物の化学進化を通じて生まれたと考えられ、現代科学において最も有力な学説として通っています。
ミトコンドリアの起源ですが、酸素呼吸能力のある細菌が細胞内共生を起こしてミトコンドリアの起源となったという 「細胞内共生説」という説があります。
またミトコンドリアは、独自にタンパク質合成機能を持つことから 独立した生物であると分かります。
つまり、原始生命体(細菌)にミトコンドリアが寄生して、新しい生命体が誕生した。と言うことになるのかも知れません。
「新陳代謝＝呼吸」による細胞活動が主な働きです。
ミトコンドリアは普段、３７度前後の穏和な条件で水素と酸素を反応させてエネルギーに変換しています。
しかし、この変換を上手に反応させてはいるものの、どうしてもミトコンドリアの 電子伝達系から電子が漏れます。
この電子が酸素に直接渡されてしまうと、この時、活性酸素が発生します。
普段もこうした活動からミトコンドリアは細胞内における活性酸素の主な発生源になっています。
この活性酸素がミトコンドリアの蛋白質や脂質を攻撃します。
よく、過度な運動をすると、糖が分解され疲労原因の乳酸や、活性酸素が体内に発生すると言いますよね。
この活性酸素が、ミトコンドリアの設計図であるＤＮＡを攻撃するとＤＮＡに傷ができ、正しい細胞を作ることができなくなります。
また、電子伝達系からさらに活性酸素が漏れやすくなります。
これらがガン発生の原因になっていると研究が進められています。
人は加齢と共にミトコンドリア遺伝子に変異が蓄積し、いずれミトコンドリアからの活性酸素の漏出が増大して、それが細胞機能に悪影響を与えます。
つまり、これが老化現象です。 この老化におけるミトコンドリア遺伝子変異蓄積説は、現在において多くの観察から支持されている説です。
呼吸とミトコンドリアの関係は、とても深い関係にあり、マラソン選手や駅伝選手のミトコンドリアＤＮＡを調べると、１０人中５人に、特別な遺伝子型が見つかったそうです。
また、この遺伝子型の頻度を日本人１９８０人について調べると６.２％の１２２人に見つかりました。
この遺伝子型が長距離走選手において、一般人の１５倍の頻度で違いが見つかったので、これがマラソンに強い遺伝子型であると推定できます。
これを百歳を超える長寿の方のミトコンドリアＤＮＡで調べると、５カ所の塩基の違いが見つかり、これが長寿との因果関係ではないかと推測できます。また、成人発症性疾患が起こりにくいとも検証されました。
ミトコンドリアの蛋白質は硫黄を含むアミノ酸であるメチオニンを多く含んでいます。蛋白質の表面のメチオニン残基は、活性酸素によって攻撃された時に、身代わりとなって蛋白質を防御する働きがあるとされており、長寿の方のミトコンドリアＤＮＡの違いが、活性酸素に対する抵抗性を高めている可能性があると言えます。
また、三大成人病と言われるガン、心筋梗塞、脳卒中などや、糖尿病における動脈硬化、腎臓の機能障害、脳梗塞の発症などにこのミトコンドリアＤＮＡが影響を及ぼしていることが明らかになってきました。
つまり、ミトコンドリアが老化や病気に大きく影響しているということですね。
ＡＴＰの「似せて作る」の機能や、 ７calのエネルギーと言うのも研究の対象として面白いものがありますね。 間違いなく「呼吸」は鍵だと考えます。
体細胞分裂を行うには、このテロメアがリミッターとなっています。 これのループ構造の維持が若さの秘訣だと言えるのではないでしょうか。
老化というのは、たとえば血管内皮細胞などの損傷と修復を繰り返して細胞分裂が進み、テロメアが健常な部分よりも短縮することで 修復不全の状態に陥ることですが、結果、動脈硬化などを起こすことに繋がりますね。
また、一部のリンパ球が増殖不全に陥り、免疫機能の低下や異常が起こる可能性も高くなります。
一般に正常な状態にある組織では、一生の間にある組織内全ての細胞が増殖限界に達することはなく、百歳になっても細胞分裂を繰り返します。
しかし、障害と再生を繰り返した部位などでは分裂寿命の限界がきて組織の機能不全が起こり、組織ごとに特有の老化症状が現れます。
細胞の分裂寿命が老化の一因であることは間違いないでしょう。
面白いのは、生殖細胞ではテロメアＤＮＡを延長するテロメラーゼと いう酵素が発現しているので、分裂を繰り返してもテロメアＤＮＡが 短縮しない無限分裂寿命細胞であることですね。
テロメアの短縮によって「細胞分裂＝老化」を食い止めるには、このテロメラーゼ遺伝子を導入することで細胞のテロメアを延長させ、増殖機能や増殖因子の発現等の細胞機能を若返らせることです。
全身の細胞のテロメアを延長することは難しいと思いますが、老化した組織を修復するために、細胞の一部を取り出してテロメアを延長させ、若返らせてから自己移植するといった応用の可能性に期待してます。
ただ、テロメラーゼの発現は細胞を癌化させる可能性を高めるため、導入したテロメラーゼ遺伝子を除去あるいは不活性化してから使用する必要はあるでしょうね。
まだ、テロメラーゼについては分からない部分も多く、テロメラーゼを導入しても必ずしも無限増殖を行えるわけではないので、色々と課題は多そうです。
現代の技術では、すでにテロメア長を回復して成熟体細胞に無限寿命を与えることに成功しており、有性生殖によらず成熟体細胞から個体を新生させたクローン羊が誕生してます。
その背景には、クローン羊の「ドリー」による研究が貢献しています。
ちなみにドリーの血液中のテロメアは、正常の繁殖で生まれた同年齢の羊よりは約２０％も短かかったため、６歳(通常寿命15歳)で極度の老化が進行し、進行性の肺疾患で回復が見込めないため残念な結果とはなりましたが、安楽死となりました。
これらの研究が進めば、人の寿命を延ばしたり、老化させないようにすることも可能だと思います。
余談ですが、過剰な栄養摂取や、高コレステロールなどの飲食を 続けると、細胞分裂が短時間に起こるので、老化の原因のテロメア短縮が起こり、結果、老化のスピードが速まります。
もちろん、活性酸素の発生も老化を起こす原因ですから、過度な有酸素運動や、酸素バー、酸素カプセルは細胞死が促進され、 疲労は即時回復が得られますが、細胞の老化が早く進むことになります。
つまり、無理なく呼吸を「ヨガ」や「スワイショウ」などで鍛えることによって、ミトコンドリアＤＮＡを活性化し、老化防止をする働きとの関係がより深いものになったと言えます。
また、最近流行の「チベット体操」なども効果的だと考えます。
2009/12/22
