老化現象(その3):老化メカニズムの本質は「テロメア」にあり!
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http://plaza.rakuten.co.jp/makiplanning/diary/200907220000/

昨日(2013年03月04日)の弊ブログに‘老化現象(その2)’を書かせて貰った。(http://kissyarita.blog.fc2.com/blog-entry-451.html

そして、締め括りは次の通りである。

老化に影響を及ぼすのは、その‘染色体’を構成するDNAの端っこに存在する‘テロメア’という構造体が‘鍵’を握っている、というのである。

では、その‘鍵’を握っている‘テロメア’とは一体何?

http://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/byouri/vphome/web-rouka/rouka/di1zhang_lao_huato_shou_ming.html
それでは、細胞の老化、細胞寿命の決定のメカニズムはどうなっているのでしょうか。

10年程前から「テロメア」あるいは「テロメラーゼ」という言葉が新聞の科学記事、科学雑誌などに登場するようになりました。

「テロメア」というのは遺伝子の端に存在する意味を持たない構造体と考えてください。

遺伝子とは細胞の中に存在し、生物が生きていくのに必要な情報を保存している化学物質で、生命現象をコントロールするプログラムが書かれています。重要な遺伝子に傷がつくと細胞は死滅したり、あるいは異常に増殖して癌になったりするのです。

そして遺伝子は細胞分裂のたびに端のほうからだんだんと短くなっていきます。遺伝子が短くなっても端にテロメアがあるうちはテロメアのみが減っていくだけなので、重要な遺伝子に傷はつきません。ところが細胞が何回か分裂するとそのたびにテロメアが短くなり、とうとうなくなって、遺伝子までもが欠損するようになります。こうなると細胞は増殖できず死滅してしまいます(図7)。

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上記引用文の「テロメア」の存在を理解することこそ、‘老化と寿命’を理解する上で最も重要なことなのである!

(つづく)



さて、この「テロメア」が細胞分裂をする時の回数券で、細胞分裂するとこの「テロメア」の長さが短くなっていき、この回数券を使いきると、細胞が分裂せずに‘死んでしまう’というところまで理解出来た!

ど素人の我々には、もうこれだけでも‘大手を振って’「‘老化現象’とは、こんなもんらしいですゾ!」という事が出来る。

それはそれでもいいが、もう一寸欲を出して、「それじゃあ、その回数券を増やしさえすれば老化を遅らせることが出来るんじゃぁないですか?」という質問が来た時に、「うんうん、それは‘00000’すれば回数券が増えて、老化を遅らせることが出来るんだ!」とまで言いたくなったという訳である。

実は、この「テロメア」の‘発見?’の前に、細胞分裂の回数に限界があることを発見していた人がいるという。そして、そのことが発表されて以降、老化現象の研究は大幅の進歩をしたのだろうと推察出来る。以下の引用文献にそのことが解説してある。

http://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/byouri/vphome/web-rouka/rouka/di1zhang_lao_huato_shou_ming.html

2)細胞の老化

 1960年代の初め、アメリカのヘイフリックは「哺乳動物の体細胞は何回かの分裂を繰り返すと増殖を停止し、死滅する」ということを見出しました。

これは「ヘイフリックの限界」と呼ばれ、 今日でも広く信じられています。哺乳動物から体細胞(精巣、卵巣に存在し、精子や卵子になる細胞を生殖細胞といいます。体細胞とは生殖細胞以外のすべての細胞のことです。)を分離し、試験管内で培養します。細胞は初めのうちは順調に分裂しどんどん数が増えていきます。ところが、ある回数分裂すると、もうそれ以上は分裂できず、死滅していくのです。この回数が「ヘイフリックの限界」です(図5)。

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そして、ある動物種におけるヘイフリックの限界とその動物の寿命は相関しているのです(図6)。

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さらに、細胞を取ってきた個体の年齢が高いほど、分裂能力は低い、ということも分かりました。1996年に誕生した初めてのクローン動物、羊のドリーは6歳の羊の体細胞核を移植した卵子から誕生しました。誕生した時に細胞核の年齢は既に6歳だったわけです。 クローン動物で誕生時に細胞核の寿命がリセットされるかどうかについてはまだ議論が多く、確定されていません。


さてさて、ここからがクライマックスである!昨日のブログの内容を再掲載して、その続きも引用して見たい。


http://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/byouri/vphome/web-rouka/rouka/di1zhang_lao_huato_shou_ming.html

それでは、細胞の老化、細胞寿命の決定のメカニズムはどうなっているのでしょうか。

10年程前から「テロメア」あるいは「テロメラーゼ」という言葉が新聞の科学記事、科学雑誌などに登場するようになりました。

テロメアというのは遺伝子の端に存在する意味を持たない構造体と考えてください。遺伝子とは細胞の中に存在し、生物が生きていくのに必要な情報を保存している化学物質で、生命現象をコントロールするプログラムが書かれています。重要な遺伝子に傷がつくと細胞は死滅したり、あるいは異常に増殖して癌になったりするのです。そして遺伝子は細胞分裂のたびに端のほうからだんだんと短くなっていきます。遺伝子が短くなっても端にテロメアがあるうちはテロメアのみが減っていくだけなので、重要な遺伝子に傷はつきません。ところが細胞が何回か分裂するとそのたびにテロメアが短くなり、とうとうなくなって、遺伝子までもが欠損するようになります。こうなると細胞は増殖できず死滅してしまいます(図7)。

ここまでが昨日の引用文で、上記に再掲したものの‘再掲’である。ここから先が重要!

これがヘイフリックの限界を定めているメカニズムなのです。

テロメアとは細胞分裂の回数券で、使い切ると細胞が死んでしまうのです。こ のテロメア短縮によっておこる細胞老化メカニズムを「プログラム説」と呼びます。

細胞の老化・寿命は遺伝子によってあらかじめ決定されている、というものです。 (だから、‘プログラム’説!)

蛇足ですが、生殖細胞や癌細胞の中には無限に増殖するものがあります。このような細胞には分裂によって短くなったテロメアを伸ばす酵素が存在し、「テロメラーゼ」と名付けられています。テロメラーゼがあれば、テロメアはいつまでたってもなくなりませんので、細胞も不死化するのです。

 一方で、細胞は外部から様々な有害刺激を受けています。紫外線、熱、放射線などの物理的刺激、発癌物質、アレルゲンなどの化学物質、ウイルス、細菌、寄生虫などの生物学的刺激です。こういった刺激が直接または間接的に細胞の遺伝子を傷害し、それが蓄積して、ついに細胞死がおこります。

 このように細胞への傷害が累積し、遺伝子が変化、細胞が老化、死滅するメカニズムを「エラー破局説」といいます。図8の左はヒト心臓筋のミトコンドリアDNA(mtDNA)の異常、右は8-OHGという異常DNAの割合をしらべたものです。いずれも60歳を超えると急激に増加しています。こうした遺伝子を傷害する刺激の蓄積によって異常な遺伝子DNAが増加することを示しています。

 プログラム説とエラー破局説、どちらの説が正しいのかまだ分かりません。多分両方正しいのでしょう。両方のメカニズムが相まって、細胞が老化し、死滅していくのだと思います。


「テロメア」の回数券をチャージ出来る‘酵素’を「テロメラ―ゼ」といい、皮肉なことに‘がん細胞’がこの‘酵素’を持っているという。

この‘回数券酵素’「テロメラ―ゼ」が、最初に紹介した新薬「ラパマイシン」の中身なのだろうか?

(つづく)
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[2013/03/05 23:59] | サイエンス | トラックバック(0) | コメント(0) | page top
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