生物学のセントラルドグマが揺らいだ

　２００３年にヒトゲノムの解読が完了して以降、その生物学的機能を明らかにするために、大規模プロジェクトが組まれてきている。ＥＮＣＯＤＥと呼ばれる国際コンソーシアムがそれで、その中間報告が科学雑誌『ネイチャー』９月６日号に掲載された。さすがにこれだけ体系的にヒトゲノムの機能の解明に取り組むと、分子生物学の教科書の書き換えにつながりかねない、重要な兆候がいくつか浮かび上がってくる。

　ヒトゲノムの機能について百科事典を作成しようとする、このＥＮＣＯＤＥ計画は、ともかく組織的な研究が必要であり、競合する有力な研究所や研究者をひとつの巨大なプロジェクトにまとめるのに多くのエネルギーが割かれてきた。実際には、３２の研究機関、４４２人の研究者が、ヒトの１４７種のさまざまなタイプの細胞を対象にして、遺伝子のたんぱく質への発現、遺伝子をコードしないゲノム領域のＲＮＡへの転写、ＤＮＡを保護しているクロマチンの状態、などについて１６００件以上の実験を組み、これらの結果をコンピュータに入れて、さまざまな分析をしてきた。

　すでに、ゲノムの約１％に当たる狭義の「遺伝子」の領域に関しては、その構造や機能が明らかにされてきている。ただしこの結果、かつては約１０万個と推定されたヒトの遺伝子は２万個であることがわかり、ヒトの複雑さを考えると、遺伝子数の少なさは謎であった。

　今回、残りの広大なゲノム領域を精査してみたところ、その８０％は何らかの形で遺伝子の制御に関係していることが判明した。実際には、たんぱく質を直接コードしないゲノム領域から大量のＲＮＡがつくられていることが明らかになったのに加え、推定５０万～２００万個のエンハンサーやプロモーターと呼ばれる遺伝子発現の調節にかかわる箇所が広く散在していることが判ってきた。これらが組み合わさって複雑な調節システムを形成し、遺伝子発現をコントロールしていると考えられ、この複雑さが、最終的に細胞の多様性を実現しているらしい。

　分子生物学においては、その成立期以来、遺伝情報は「ＤＮＡ→ＲＮＡ→たんぱく質」へと単線的に流れるとする「セントラルドグマ」が信じられてきた。だがヒトでは、機能不明とされてきた広大なゲノム領域から大量のＲＮＡがつくられ、さらには遺伝子本体から遠く離れた位置に多数の調節因子が散在しており、これらがほかの遺伝子と複雑な調節ネットワークを形成しているらしい。こうなると、「ＤＮＡは生命の設計図」という、ＤＮＡがすべてを決めているような比喩はリアリティーを失ってしまう。