エピジェネティクスとは？DNA配列と遺伝子発現の違い

同じ本を持っていても、読むページが違えば、そこから作るものは変わります。細胞でも、DNAの情報をどう使うかが大切です。エピジェネティクスは、DNAの文字の並びを変えずに、遺伝子の働き方が変わる仕組みを調べる研究です。

DNAの「配列」と「使われ方」を分ける

DNAの塩基配列は、遺伝情報を表す文字の並びのようなものです。エピジェネティクスでは、その並び自体の変更とは別に、遺伝子の発現の調節などを考えます。

米国NHGRIの用語解説でも、DNAの基になる配列を変えない変化を研究する分野として説明されています。「遺伝子を使う」とは、細胞がその情報をもとにRNAなどを作り、働きにつなげることです。

体には、皮膚の細胞や筋肉の細胞など、さまざまな役割の細胞があります。多くの細胞は基本的に同じゲノムを持ちますが、使われる遺伝子の組み合わせなどが違います。エピジェネティックな調節も、その違いに関わります。

職場の全員が同じ大きなマニュアルを持っている場面を想像してください。担当ごとに参照するページが違えば、同じ本から別の仕事ができます。実際の細胞が担当表を読んでいるわけではありませんが、「同じ情報がある」と「同じ情報を使う」は違うことが伝わるたとえです。

DNAメチル化は、DNAの特定の場所にメチル基という化学的な目印がつく仕組みです。DNAとほかの分子との関わり方に影響し、遺伝子の発現の調節に関わります。

「目印がつけば、どの場所でも必ず同じ結果になる」と単純には考えません。どこに目印があるか、ほかにどんな条件があるかも重要です。スイッチのたとえは入口には便利ですが、細胞の調節を全部オン・オフの二択で表せるわけではありません。

DNAはヒストンというタンパク質に巻きついた形で収められています。そのヒストンに化学的な目印がつくことも、DNAの情報が使われる仕組みに関わります。NHGRIの解説では、DNAメチル化とヒストン修飾が紹介されています。

本にたとえるなら、文字の内容だけでなく、ページの開きやすさや、どこを参照するかの目印にも目を向けるような考え方です。DNAを調べる研究が、文字を読むだけでは終わらない理由の一つです。

細胞が分裂した後も、特徴的な働き方を保つために、エピジェネティックな状態が受け継がれる場合があります。これは、一つの体の中で細胞の役割が維持される話です。

一方、親から子へ遺伝情報が渡る過程では、エピジェネティックな状態の多くがリセットされます。したがって、「細胞の分裂で受け継がれる」と「親の生活経験がそのまま子どもへ伝わる」を同じ話にはできません。何が、どの経路で受け継がれるのかを分けることが大切です。

環境などがエピジェネティックな状態に関わることは、研究の対象です。ただし、そこから「気持ちだけで好きな遺伝子を操作できる」といった結論は出ません。

ニュースを読むなら、「どの細胞で」「どんな変化を測ったか」「その変化と何の働きを結びつけたか」を見てみましょう。エピジェネティクスの面白さは、遺伝子の情報と、細胞がその情報を扱う仕組みを合わせて考えられることにあります。