#133 腸内環境にて起こる突然変異。遺伝的多様性の増加。
毎日夜19:30に更新中！腸内細菌相談室。
現役の研究者である鈴木大輔が、腸内細菌にまつわるエピソードをお届けしております🦠
今回から、腸内細菌により産生される毒素のコリバクチンについて、基礎からゆっくりまったりお話していきます。コリバクチンは、ヒトの腸管上皮細胞に突然変異を引き起こすことで、細胞ががん化する確率を増加することで発がんに関与することが疑われております。そこで、まずは腸内環境で日々起こる、突然変異についてのお話から始めます。
このお話は、聴いて楽しむポッドキャストでも公開しております！ぜひ遊びに来てください！
突然変異は危ない？
まずは、突然変異のお話から始めていきます。突然変異と聞くと、一般的には少し危険な印象があるかもしれません。まずは、フラットに突然変異を理解するために、突然変異の定義からはじめてみましょう。
突然変異の定義を、National Human Genome Research Instituteから引用します。
A mutation is a change in the DNA sequence of an organism.
突然変異とは、生物のDNA配列が変化することである。
updated: Jan. 6, 2023
https://www.genome.gov/genetics-glossary/Mutation
とても単純ですね。私達を含めた生物は、DNAを主体とした遺伝情報の世代間、世代内の伝達によって、繁殖や成長を行います。ここで語句の整理をすると、DNAは物質、遺伝子は情報、ゲノムはその生き物の生存に必要な全遺伝子を含む情報です。したがって、DNAが物質的に変性して、結果としてそこに記録されている遺伝子の情報が損なわれたり、変化したりする現象こそが突然変異であるといえます。
ですから、突然変異そのものが生存への良し悪しに関係するわけではありません。突然変異の結果、生存に必要な遺伝子の情報が失われる場合には有害になりますし、失われない場合には有害にはなりません。また、突然変異の結果、新たな遺伝子機能を獲得して環境中の基質＝細菌にとっての栄養を、独占できるかもしれません。この場合、突然変異が有益な結果につながるシナリオも考えられます。
まとめると、突然変異は生物のもつ塩基配列が変化すること自体を指す言葉です。そして、突然変異の結果論として、生物に対して影響が出る場合があれば、そうではない場合もあるというのが正しい認識です。
腸内にて起こる突然変異
突然変異は、非常に一般的にみられる現象です。突然変異は、DNAを構成する塩基と呼ばれる物質に起こる場合もあれば、もっと広く染色体レベルで起こる場合もあります。
例えば、点突然変異と呼ばれる1塩基レベルの突然変異では、塩基に対するUVの照射による光化学反応の進行と変化があれば、塩基が置換する反応もあります。少し広く、複数塩基レベルの突然変異では、塩基配列の挿入や欠失も起こります。また、水平伝播による細菌間の遺伝子の移動もあります。遺伝情報って、突然変異によって意外と頻繁に書き換えられているんです。
もちろん、生物は突然変異を黙って見過ごすわけでは有りません。突然変異が沢山起こってしまうと、いずれは有害な変異に繋がり、生物の成長や生殖がままならなくなってしまいます。そこで、生物にはDNA修復の機能が予め備わっています。DNA修復の機能は、点突然変異の起こった塩基に対する除去修復や、ミスマッチ修復、よりダイナミックな相同DNA組み換え修復など多岐に渡ります。
このように、私達の腸内に限らず、体のありとあらゆるところで、突然変異が起き、修復されることが繰り返されているのです。そして、何らかの要因で変異が継承されてしまい、かつその変異により何らかの重要な遺伝子機能が失われる場合に限って、私達にとっての有害事象が起こることになります。
突然変異はあらゆるところで
ここまでのお話は、ほとんどの生物に共通しています。つまり、突然変異もDNA修復機構も、生物に一般的にみられる現象です。時に遺伝情報を失い、増やし、交換することで、遺伝的多様性は有性生殖に依存せずとも増加していきます。そして、環境に適応できない遺伝的変異がある生物に生じた場、その生物は淘汰される運命にあります。
ここまでに、突然変異の概要についてお話してきました。明日は、突然変異を引き起こす物質、遺伝毒性物質についてのお話をしていきます！
以上、腸内環境にて起こる突然変異についてのお話でした！
この度、第4回 JAPAN PODCAST AWARDSのリスナー投票が始まりました！もし面白いと思って頂けたら、投票していただけるととってもｳﾚｼｲです…!🧬🧑🔬🦠皆様と一緒に、腸内細菌、腸内環境の知識を常識にしていきたいです。投票フォームは、以下のリンクから！ 投票の名前は、「腸内細菌相談室」でお願いします！ご協力お願いします…!
腸内細菌相談室は、腸内細菌について分からないことがある、あなたのために存在します！わからないこと、難しいこと、紹介してほしいことがあれば、メッセージお待ちしております。論文の紹介から、基礎知識の解説まで、腸内細菌相談室を使い倒して下さい！あなたのリクエストが番組になります。
こちらがTwitterです！
インスタグラムはこちらです！
https://www.instagram.com/chonai_saikin
本日も一日、お疲れさまでした。