DNAからタンパクへ（デジタルデータ・読み出し・物質化）

「デジタルとは何か？」

今や耳にしない日はない「デジタル」という言葉の奥行きを知りたい。そのような思いで書籍『生命はデジタルででてきいる　情報から見た新しい生命像』を読み進めている。「デジタル＝IT、コンピュータ」という印象を抱く人が多いのではと思いつつ、本書を読みながらそのような印象から離れて、デジタルという概念の射程の広さ・奥深さを感じる過程を共有できたらと思う。

本書のタイトル「生命はデジタルでできている」に通じる話として、すべて　の生物は共通したDNAを持っていること、そしてDNAとはリン酸と塩基で構成される四種類の核酸がつながった分子であることが説かれた。

DNAの構成要素である塩基はアデニン（A）・グアニン（G）・シトシン（C）・チミン（T）の四種類しかなく、DNAはこのATGCという記号の配列（並び）として表現できる。この記号の並びはつまり生命を記述する情報であり、生命はDNAとして記述された「情報を物質化する」ことで出来ていると言えるのではないかと思った。

さて、この設計図を生物はどのように呼んで実際に生物という実態を作っているのか、というのがセントラルドグマである。DNAという名の設計図は、いわばA、T、G、Cという四種類の記号の並びで記録されたデジタルデータなわけだが、それをどうやって読み出しているか？

ここで初めて「デジタル」という言葉が登場する。DNAとは、ATGCという記号の並びで記録されたデジタルデータとされている。ここでいうデジタルデータに、ITやコンピュータのイメージは重なるだろうか。

デジタルの根幹にはA、T、G、Cのように「離散的に数え上げられる」ことがある。ブロックブロックのように組み合わせることができる。コンピュータも「電子」を用いて「オン」と「オフ」を切り替える、つまり0と1の組み合わせて出来ている。そうした共通部分が見えてくる。

生物もDNAという名のデジタルデータを活用するためにプレーヤーに相当する仕組みを持っている。その仕組みは簡単に言ってしまえば、部分読み出しと逐次再生である。部分読み出し、というのは、長大なDNAから直接情報を読み出して使うのではなくて、まず短い部分コピーを作ってからプレーヤーにかけて再生を行う、という意味である。（中略）同じように、生物もDNAを部分的にコピーしてリストを作り、それを日常的には活用している。この部分コピーの名がRNAで、これはリボ核酸の省略形であり、リボース、リン酸、塩基から構成される。

情報を物質化するためには、そもそもDNAには何が書かれているか、を読み取ることから始めなければならない。データそれ自身は読み解かれて初めて情報になるということ。DNAは長くつながった紐状の分子であるから、全てを読み取っていては非効率。

音楽プレーヤーに例えると良く聴く楽曲をプレイリストとして保存しておくことで、わざわざ楽曲を探す手間が省ける。良く使われている情報を部分的にコピーしておくことで、情報の物質化がスムーズに進む。生物に共通する仕組みは、じつに合理的だと思えてくる。

RNAが音楽の再生リストであるとするなら、再生された音楽に相当するものは何か？　RNAを「演奏」すると何が生まれるのか？それがタンパクである。（中略）セントラルドグマにおいて、生物の設計図たるDNAから読み出されて、RNAという再生リストを経て、最終的に作り出されるのがタンパクである。

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DNAは最終的に「タンパク質」を作る。ATGCの記号の並びが最終的に肉体を構成するタンパク質になる。自分自身の肉体は目に見えるし、実際に動かしている。ATGCというシンプルな構成要素から成るDNAが、その並びの違いとして、生物の個体一つひとつの違いを作り出している。

要素は単純だけれど、組み合わせによって「複雑さ」が生まれてゆく。そこに生命のダイナミズムを感じた。複雑さは多様性や豊かさにも通じている。