他の動物に、人間と同じ構造の遺伝子があることについて。

質問

最近、生物学や遺伝学に興味を持ち、ボチボチに本を読み齧り始めた学生です。

国際的な遺伝子研究で、他の動物の遺伝子の中に人間の遺伝子が発見されたというニュースが最近多いですよね。
・人間の病気遺伝子の61％が、ショウジョウバエにもある。
・マウスのゲノムは99％も人間と同じ。メダカも人間と半分同じ。…など。
皆脊椎動物だし納得は出来るのですが、ふと思うのが「同じ」と言うのは、どのくらいことまでを指すのでしょう？
例えば、人間に皮膚に魚の鱗が出来るようになるとか。
ショウジョウバエの眼が遺伝子操作で移動出来るように、人間も別の場所に眼を移動できるようになるとか。
人間の歯を犬歯に出来るとか。
それとも、あくまでも細胞の構造など、本当に生物の基礎程度にとどまるのでしょうか？
仮に出来るとしても、他から遺伝子を持ち出し、人間に組み込んで組換えするしかないでしょうか？

すみません、物凄くSF的な質問ですよね（滝汗）
ただ、最近はnon-codingDNAの遺伝子調整の機能や破棄され発現されない蛋白質情報の可能性とか挙げられてますし。
マウスと人間の共通遺伝子の中には、“マウスに尻尾を生やす遺伝子”まで含まれていたと知ったときは、驚いてちゃって。
犬にもし鳥の羽遺伝子が含まれていたら羽発現は出来るかなとか、人間に猿尻尾の発現情報がもしあったら出来るかなとか、安易な妄想をしてしまいまして。

解読と言っても遺伝子の地図が出来ただけで、どのコードがどのような蛋白質を生み、どんな働きをするかは、まだ発展途上であります故、
そんなの分からないよ～ということもありますでしょうが、現段階で言えそうな範囲で構いません。
また技術面の問題も今回はパスしてください。理論上の範囲だけで。
長くなってしまいましたが、宜しくお願い致します。

回答No.3

umeru · ベストアンサー

遺伝子の相同性には2種類の見方があります。

ヒトの病気遺伝子の61%がショウジョウバエにあるという話ですが、これはタンパク質レベルの話です。
ショウジョウバエの全ゲノム配列既知でありますが、機能のわかっていない遺伝子も多数存在します。

遺伝子を物理的に解釈することでタンパク質の構造を決めます。もちろん結晶解析でというのもあるでしょうが。
「ここからが転写開始点、翻訳開始点だな」と眼で見て（コンピューターで）ある程度の予測をたて、
「この配列なら、立体構造はこんな感じになる」
「あ。ヒトの○○タンパク質と似たような構造になる」
「これは、ヒト○○遺伝子のホモログ遺伝子に違いない。きっと似たような働きをするだろう」

とやっていったら、ヒトの病気遺伝子のうち61%のホモログ遺伝子がショウジョウバエに見つかったのです。
ですから、たとえば白血病の原因遺伝子のホモログ遺伝子がハエにあるからといって、ハエの遺伝子が白血病を引き起こすとは、限りません。あくまで予想ですから。

で、もうひとつの見方は、たとえば、ヒトのアルギナーゼ遺伝子とハエのアルギナーゼ遺伝子のうち、○○％が同じだったという場合です。
これは、配列読めばわかりますよね。

では、ヒトの歯を犬歯にできるかということですが、
ショウジョウバエに哺乳類の眼を作る遺伝子を導入した実験がありました。
実験者は哺乳類の眼がハエに誘導されるだろうとおもっていたのですが、誘導されたのはハエの眼でした。

結局のところ、眼を作る遺伝子は、「眼をつくりなさい」というシグナルしか発信しておらず、実際にはハエに存在するタンパク質を作って眼がつくられたわけです。
ですので、もしハエに哺乳類の眼を作りたいなら、眼形成に関わるすべての遺伝子を導入すれば可能なのではないでしょうか。
まあ、理論上の話ですので、不可能だとは思いますが。

お礼

お返事が遅くなって申し訳ありません。

丁寧で詳細な説明をありがとうございます。
やはりどのような機能を行うかは未だ不明で、世界的に現在沢山の研究者が頑張っている最中なのですね。
臓器移植などマスコミがどんどん流行みたいに取り上げると同時に最近科学系の番組が増えていますし、
科学進展が21世紀を越してから目覚しいとよく聞くものですから、
まるで2010年ごろとか信じられないほどの速さになっているんじゃないかみたいな雰囲気です。
でもまだまだ知ることは沢山あって、実現は20年以上はかかるかもしれませんね。
何にせよ、慎重に行うべきことに越したことはありませんね（＾＾

ショウジョウバエに関して解説有難うございました。
読んでいると、いろいろこちらが入手していた情報に少し誤りがあったみたいで助かりました。
やはりハエとヒトでは持っている蛋白質の種類はことなるのですね。
これではコードが共通言語でも確かに大きな違いが沢山ありそうです。
まだまだ自分には勉強が必要のようです。