宇宙（９２） 遺伝子あれこれ（１０）
「血液型」は、 遺伝で決まる。
－ では、 親と違う血液型の子が生まれるのは何故か。
２４種類ある染色体の一つ、 ９番染色体の先端付近には、 「ＡＢＯ式血液型」を決める遺伝子がある。 この遺伝子には個人差があり、 Ａ遺伝子、 Ｂ遺伝子、 Ｏ遺伝子の３種類がある。 Ａ遺伝子が作るタンパク質（Ａ型糖転移酵素）がはたらくと赤血球の表面に「Ａ抗原」ができ、 Ｂ遺伝子が作るタンパク質（Ｂ型糖転移酵素）がはたらくと「Ｂ抗原」ができる。 Ｏ遺伝子はこうした酵素を作らず、 Ａ抗原やＢ抗原を作るはたらきがない。
赤血球にＡ抗原だけを持つ人を「Ａ型」、 Ｂ抗原だけを持つ人を「Ｂ型」と呼ぶ。 Ａ抗原とＢ抗原の両方を持つ人が「ＡＢ型」で、 どちらでもない人が「Ｏ型」である。 それぞれの人は、 父親と母親から９番染色体を１本ずつ貰うので、 ＡＢＯ式血液型を決める遺伝子も両親から１個ずつ貰うことになる。 例えば父親からＡ遺伝子を貰い、 母親からＯ遺伝子を貰ったこととする。 この人のように、 Ａ遺伝子とＯ遺伝子を１個ずつ持つ遺伝子の組み合わせ（遺伝子型）をＡＯと書く。 ＡＯの人は、 Ａ遺伝子が生み出すＡ抗原だけを持つのでＡ型である。 ＡＡとＡＯのどちらの人も、 作られるのはＡ抗原だけなので、 血液型はＡ型である。 同様に、 ＢＢとＢＯのどちらの人も、 Ｂ抗原だけが作られるので血液型はＢ型である。 ＡＢ（Ａ遺伝子とＢ遺伝子を１個ずつ持つ遺伝子型）の人は、 Ａ抗原とＢ抗原の両方が作られるのでＡＢ型である。 ＯＯ（Ｏ遺伝子を２個持つ遺伝子型）の人は、 Ａ抗原もＢ抗原も作られないのでＯ型である。 このように、 ＡＢＯ式血液型は、 遺伝子の組み合わせで明確に決まる。 ここで大事なことは、 「遺伝で決まる」からといって、 「親の特徴そのもの」が子に遺伝するとは限らないということである。 例えば、 AB型の父親（AB）とO型の母親（OO）から生まれる子は、 父親から「AかB」を貰い、 母親から「O」を貰うので、 AOかBOになる。 血液型でいえばA型かB型であり、 父親、 母親のどちらとも一致しない。 子が受け継ぐのはあくまでも「血液型の遺伝子」であり、 「親の血液型」そのものを受け継ぐ訳ではない。 顔つきや体格についても同じことが言え、 遺伝子は受け継いでも親と必ず似るとは限らない。
●ＡＢＯ血液型を決める遺伝子のはたらき
９番染色体にある、 ＡＢＯ式血液型を決める遺伝子にはＡ遺伝子、 Ｂ遺伝子、 Ｏ遺伝子の３種類がある。 Ａ遺伝子は「Ａ型糖転移酵素」、 Ｂ遺伝子は「Ｂ型糖転移酵素」と呼ばれるタンパク質の設計図である。 Ａ型糖転移酵素とＢ型糖転移酵素は、 赤血球の表面にある「糖鎖タンパク質」にはたらきかけて更に糖鎖をつけたし、 それぞれＡ抗原とＢ抗原に変化させる。 O遺伝子は、 こうした酵素を作らない。
●「ＡＢＯ式血液型」は何のためにあるのか。
ヒトの血液を使った輸血は１９世紀に始まったが、 輸血の結果死亡する事故が絶えなかった。 オーストラリアの生物学者カール・ラントシュタイナー（１８６８～１９４３）は１９００年、 ヒトの血液には型があり、 これが一致しない血液を混ぜると赤血球が凝集してしまうことを突き止めた。 これが「ＡＢＯ式血液型」の発見であり、 これによって輸血事故は激減した。 赤血球の凝集は、 輸血された人の免疫系が、 赤血球の表面にあるＡ抗原やＢ抗原を「異物」として認識し、 それらに結合する「抗体」ができるために起きる。 尚、 ヒトの血液型にはＡＢＯ式以外にも、 Rh式、 MN式等があり、 いずれも遺伝子で決まる。
●AB型の父とO型の母、 子は何型か。
AB型の父（遺伝子型AB）は、 A遺伝子を持つ精子とB遺伝子を持つ精子を１対１の比で作る。 一方、 O型の母（遺伝子型OO）はO遺伝子を持つ卵子だけを作る。 この夫婦からは、 「遺伝子型AOのA型」の子と「遺伝子型BOのB型」の子が等しい確率で生まれる。
※ごくまれに、 A抗原或いはB抗原のもととなる糖鎖そのものが遺伝子の異変によって作られない人がいる。 このような人は、 例えA遺伝子やB遺伝子を持っていても、 A抗原やB抗原が作られないので血液型はO型となる。 AB型の親からは例外的に、 このタイプのO型が生まれる場合がある。
― － － つづく
宇宙（９１） 遺伝子あれこれ（９）
遺伝学の最前線で研究される「ＤＮＡのメチル化」とは何か。
－ 「どの遺伝子を使うか」は、 環境次第で変わる。
同じ品種のコメでも、 気象条件によって毎年の出来は違う。 そんな例を持ち出すまでもなく、 生き物にとって育つ環境が重要であることは誰でも知っている。 養子が珍しくない欧米では、 一卵性双生児のそれぞれが別の家庭で育つ例が数多くある。 そうした双子では、 栄養状態等の違いによって、 成人した二人の身長や体重、 病気のかかりやすさ等に大きな差が生じることもよくあるという。 極稀に起きる突然変異を除けば、 一卵性双生児の遺伝情報（ＤＮＡの塩基の並び方）は完全に同じである。 しかし、 実際には、 年を経る毎に、 一卵性双生児のＤＮＡには「あるちがい」が蓄積されていくことが、 最近の研究によってわかってきた。 それは、 「ＤＮＡのメチル化」と呼ばれる現象が、 ＤＮＡのどこで起きるかの違いである。 ＤＮＡのメチル化とは、 ＤＮＡ中の塩基の一部に、 メチル基という化学構造がつけたされる現象である。 メチル化が起きると、 その部分の遺伝情報を読み取ることができなくなる。 メチル化が解除されるまで、 そこにある遺伝子は封印される。 こうしてメチル化は、 親から受け継いだ遺伝子の内、 使う遺伝子と使わない遺伝子を区別していくのである。
一卵性双生児のＤＮＡを調べると、 メチル化された塩基のパターン（メチル化パターン）は歳を重ねる程に異なっていく。 違う環境で育った双子ほどメチル化パターンの差が大きいことから、 メチル化には環境が何らかの形で影響しているらしいこともわかってきた。 親から受け継いだＤＮＡが左右するのは、 あくまでも“素質”だけである。 それが活かされるかは、 育つ環境次第である。 最新の研究は、 遺伝と環境が複雑に関係しあっていることを分子のレベルで物語っている。
●一卵性双生児のＤＮＡは全く同じ。 だが、 「ＤＮＡのメチル化」の場所は違う。
ＤＮＡのメチル化が起きる塩基の位置は個人ごとに異なり、 そのパターンは一卵性双生児の間でも異なる。 ＤＮＡのメチル化が起きる塩基は、 Ｃ（シトシン） － Ｇ（グアニン）という２塩基の並びに於けるＣに限られる。 メチル化は、 ＤＮＡを巻きつける糸巻きの役割を果たす「ヒストン」というタンパク質でも起き、 一卵性双生児ではそのパターンにも差がみられる。
●メチル化パターンは遺伝するか。
ＤＮＡがメチル化された細胞が分裂するときには、 メチル化パターンも二つの細胞へと受けつがれる。 哺乳類では通常、 精子と卵子が受精する過程で全てのメチル化パターンはリセットされる。 しかし、 一部の遺伝子に於いては親から子へとメチル化状態が受け継がれる例も見つかっている。 ＤＮＡのメチル化をはじめとする塩基配列以外の変化が遺伝子のはたらきに影響を与えること（またはそれを研究する分野）は、 「エピジェネティクス」（後天的遺伝子学）と呼ばれている。
●三毛猫の模様は一卵性双生児で違う。
三毛猫の模様（黒や茶色のぶちの位置）は、 個体によって差があり、 たとえ一卵性双生児であっても完全には一致しない。 この仕組みにも、 ＤＮＡのメチル化が関わっていることが知られている。 猫の毛色を決める遺伝子は数多くあるが、 その内「黒遺伝子」と「茶遺伝子」はいずれもＸ染色体上にある。 Ｘ染色体を２本持つ雌だけが、 黒と茶の両方を併せ持つことができるので「三毛猫」になれる。 尚、 白ぶちの位置は別の遺伝子によって決まる。
ヒトを含む全ての哺乳類の雌では、 ２本あるＸ染色体の内、 細胞ごとにランダムに選ばれた片方が、 染色体全域に亘って働かなくなる現象が知られている。 これを「Ｘ染色体の不活性化」といい、 ＤＮＡのメチル化もこれに関わっている。 Ｘ染色体の不活性化によって、 黒遺伝子だけが働く細胞が集まっている部分は黒のぶちとなり、 茶遺伝子だけが働く細胞が集まっている部分が茶のぶちとなる。 このとき、 どちらのＸ染色体が選ばれるかは、 発生初期の細胞ごとに偶然に決まるので、 一卵性双生児（或いは人為的に作成したクローン猫）であっても、 ぶちの位置は異なる。
― － － つづく
宇宙（９０） 遺伝子あれこれ（８）
「新しもの好き」の性格は親譲りか。
－ 脳内物資を受け取るタンパク質には、 生まれつき個人差があるらしい。
新商品と聞くと、 思わず手が出てしまう。 もし親子そろってそんな性格だとしたら、 １１番染色体にある一つの遺伝子に共通点が見つかるかも知れない。 この遺伝子には「ＤＲＤ４遺伝子」という名がついている。 脳の神経細胞は、 このＤＲＤ４遺伝子を設計図にして「ドーパミン受容体Ｄ４」というタンパク質を作る。 ドーパミンとは、 快感や満足感につながる刺激を受けたときに、 その報酬として神経細胞から別の神経細胞へと受け渡される化学物質である。 それを受け取るタンパク質（ドーパミン受容体）にはいくつかの種類があり、 その一つがドーパミン受容体Ｄ４である。
１９９６年にイスラエルの研究グループは、 このＤＲＤ４遺伝子の途中に「４８文字の決まった並び」が何回も繰り返される部分があることを発見した。 繰り返しの回数は、 人によって２回から７回程度の差があった。 同じ年、 繰り返しの回数が多いＤＲＤ４遺伝子を持つ人ほど、 「新しもの好き」の性格を持つ割合が高いことをアメリカのチームが突き止めた。 こうしてＤＲＤ４遺伝子、 「はじめて発見された性格遺伝子」として世界中の研究者の注目を集めることになった。 ＤＲＤ４遺伝子は、 新しもの好きだけでなく、 スリルを求める性格にも関係しているらしいことがわかった。 ＤＲＤ４遺伝子と性格の関連については、 イヌやウマでも研究が進んでいる。 繰り返しの回数が多いＤＲＤ４遺伝子は、 感度の低いドーパミン受容体しか作れない。 そのため、 満足感を得るにはより大量のドーパミンを放出する必要があり、 強い刺激を求める傾向が強くなってしまうという仮説が提案されている。
●性格に関係する脳内センサー「ＤＲＤ４」
脳を作る無数のニューロン（神経細胞）は、 それぞれ「軸索」という長い足を伸ばし、 別のニューロンと接続している。 この接続個所を「シナプス」という。 人間が新しい刺激によって快感を得ると、 一部のシナプスでは「ドーパミン」という物質が放出される。 放出されたドーパミンはもう一方のニューロンの表面にある「ドーパミン受容体」というタンパク質によって受け取られ、 Ｇタンパク質を介してニューロンに電気信号を生じさせる。 １１番染色体にある、 ドーパミン受容体の設計図の一つ「ＤＲＤ４遺伝子」には個人差や地域差があることがわかっており、 「新しもの好き」や「スリルを求める性格」に関連していることが、 多くの研究者によって確認されている。
●日本人には、 「新しもの好きタイプの遺伝子」を持つ人がすくない。
１１番染色体にあるＤＲＤ４遺伝子には、 ４８塩基が２～７回ほど繰り返される部分があり、 その回数は個人によって異なる。 アメリカ人を対象に行われた調査では、 繰り返しが「７回」のＤＲＤ４遺伝子が最も多く、 ついで「４回」が多かった。 一方、 慶應義塾大学のグループが日本人を対象にして行った調査（１９９７年）では、 日本人の持つＤＲＤ４遺伝子のほとんどが「４回」タイプであり、 「７回」のタイプを持つ人はいなかった。
― － － つづく