さいえんす徒然草

つれづれなるまゝに、日ぐらしキーボードに向かひて

ガラクタなどではない!?

2006-04-30 21:22:52 | 分子生物学・生理学
人間のゲノムサイズは約30億塩基対、ショウジョウバエは約1億8千万塩基対。この長大な鎖の中にいわゆる生物の設計図が記述されているわけですが、実際にタンパク質に翻訳される領域(Coding region)はごくわずかで、ほとんどの領域、ヒトにおいては約97%程が機能不明のガラクタ(Junk DNA)とされてきました。言ってみれば、ゲノムとは広大な無意味の砂漠の中にポツポツと遺伝子というオアシスが点在しているというイメージだったのです。

しかし近年、タンパクに翻訳されないRNA(non-coding RNAs;ncRNAs)が様々な遺伝子発現の調節に関わっていることが分かってきており、それらは従来"ガラクタ"と考えられてきた場所から転写されているということも明らかになってきています。特に二重鎖のRNAが引き金になって起こる遺伝子の配列特異的なサイレンシング(RNA干渉)の発見は、セントラルドグマという従来の概念を大きく揺さぶっています。

数学的な解析法を用いてヒトゲノムのジャンク領域に頻発するモチーフ配列(何らかの機能を持っていることによって保存されていると考えられる配列)が一体いくつあるのかということを、今回IBMのチームが調べました(4月25日付けのPNAS誌に掲載)。彼らは数百万個のモチーフ配列を見出し、そしてその内の12万8千個のモチーフは実際にタンパクに翻訳される領域、いわゆる遺伝子にも存在することが分かったのです。それらの遺伝子の多くは転写調節など機能を持つタンパクをコードしているものでした。

もちろん単なる統計的な解析ですので、実際に確かめる必要があると著者らは警告していますが、これらのモチーフはおそらくRNAに転写され、RNA干渉機構などを介して転写後型遺伝サイレンシグ(Post-Trancriptional Gene Silensing ; PTGS)に関わると考えられます。同じゲノムを持つ筈の人間の個々の細胞が、組織によってまったく異なる遺伝子発現を持つ仕組み、そのスウィッチングのメカニズムが解明される日も近いのでしょうか。

ncRNAの話は以前から非常に興味があったのですが、未だ難しい内容で把握しきれない部分が多いです。それでも、従来からの考えが崩壊しようとしている、教科書が書きかえられようとしている、そんな実感を与えてくれる話であり、その時代に立ち会えることに非常に興奮してしまいます。

参考;
BBC NEWS (http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4940654.stm)

トンボのメガネ

2006-04-30 15:18:19 | 材料・技術
小さいころ、万華鏡のような、覗くと視界がいくつもの六角形に分裂して、くるくる回すと気持ち悪くなってくるおもちゃで遊んだ記憶があります。トンボの目を模倣したつもりのものだと思いますが、本当に昆虫がそのような視界で世界を眺めているかどうか、幼いながらも疑問でした。

昆虫は「複眼」という特殊な眼を持っています。この複眼は小さな個眼という単位が無数に(たとえばミツバチでは数千個、トンボでは約三万個)集合した構造になっていますが、それぞれの個眼が微妙に異なる方向を向いていることによって非常に広範囲の視野を確保することができます。

このような昆虫の複眼を模倣したレンズの開発は、医療分野や産業、そして軍事的な応用として以前から注目されていたようです。カルフォルニア大学のLuke Leeらは針の先程の面積に8,700個の溝の開いた微小なレンズの"鋳型"と、紫外線によって硬化するエポキシ樹脂を用いて人工複眼の作成に成功しました(4月28日付けScience誌に掲載)。

彼らはまず樹脂表面に無数の隆起(レンズ)を作り、それぞれのレンズを通して光を集光させることで中の樹脂を「焼き」、レンズからの光を受容装置に導く通路(チャンネル)を形成させました。するとレンズ、チャンネル、光受容体というまるで昆虫の個眼のような構造が無数に配列された人工複眼を自動的に作成することに成功したそうです。このような形成過程は、本家本元の昆虫複眼がどのように作られるか?という問いに対しても新しい知見を付与するだろうと著者は主張しています。

ちなみにこの出来上がった新しいタイプのレンズは、今後超薄のカメラなどに使われることが期待されますが、今のところどのような画像処理装置にも接続しないようです。どう見えるのか気になります。

参考;
BBC News (http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4946452.stm)
Scientific American ( http://www.sciam.com/article.cfm?chanID=sa003&articleID=0002BFB3-30C8-1451-B0C883414B7F0000&ref=rss
)