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ゲノム解析

ゲノム解析

遺伝子情報を解析するゲノム解析。この技術は進化し続け、医療や生物工学などの分野で応用されています。
ここでは、ゲノム解析とはどういったものなのか、またこの解析がどう医療に活かされていくのかについて、詳しく解説していきましょう。

目次

「ゲノム解析」とは?

そもそもゲノムとは何か?というと、「DNAに含まれるすべての遺伝情報」を指します。これは1920年にドイツの植物学者、ハンス・ウィンクラー氏によって提唱された概念で、遺伝子(gene)と染色体(chromosome)を語源として作られた言葉です。

例えば目の印象が似ている、同じ病気にかかりやすい…など、親から受け継がれる特徴があります。ゲノムでは、父母それぞれの遺伝情報を1セット分(2人で2セット)と考えます。

ゲノム分析の手法を確立したのは、日本の植物遺伝学者

ゲノム解析は言葉通りそのゲノムを詳細に解析することですが、その前身となる「ゲノム分析」を確立したのは日本の植物遺伝学者である木原均氏でした。同氏は小麦の研究にて戻し交配(交雑で作った雑種に対し、最初の親のうち片方を再び交配させること)を行い、小麦の基本セットは7種類の染色体からなることを突き止めたのです。この基本セットを「生物の生存に必要な最小限の染色体のセット」として、改めてゲノム、という定義が用いられました。

ゲノム解析は、更なる内部情報に踏み込む

上記のようなゲノム分析から飛躍し、染色体が持つ遺伝子の内部構成にまで踏み込むのが「ゲノム解析」。これはつまり遺伝情報を総合的に解析することを指し、ゲノムを構成するDNAの配列(塩基配列)の解読から進められるのが一般的です。代表的なのはノーベル賞も受賞した生化学者フレデリック・サンガー氏が生み出した「サンガー法」が挙げられ、改変した塩基を用いDNAを人工的に合成することで、塩基の位置を確認し、分子配列を割り出すといった流れで行われます。

また、近年ではサンガー法から更に進化した「次世代シーケンス解析」の普及が進んでいる動きもあります。より効率的にゲノム解析が可能なシーケンサー(解析用機器)も複数の専門企業が開発を行っていますから、今後も更なる画期的な方法が生まれていくかもしれません。

ゲノム情報への期待

ゲノム解析は遺伝情報を持つ様々な生物に適用できますが、中でも注目されているのはやはり医療分野への活用です。2000年代半ばに「シーケンサー」(DNAの解読を自動化し、スピーディーに読み出しを行える装置)が開発されてからというもの、現代では従来に比べると短期間、かつ低コストでゲノム解析を行えるようになりました。

そこで、環境的な要因だけでなく遺伝的な要因も大きいとされる高血圧や高脂血症、糖尿病などに関しても、全ゲノム解析を活用した治療の実現が期待されています。

また、製薬分野でも副作用を抑えた薬の開発に活かせるのではないか、との声があります。これは疾患と関連する遺伝子を特定することで、疾患の原因となる因子のみを標的にできるからですね。遺伝情報の解析は予防医学分野でも重要な意味を持つと考えられるので、今後も更なる発展が望まれるでしょう。

日本でも進むゲノム研究

2019年12月より、厚生労働省は全ゲノム解析に関する実行計画を公表。これは2023年4月現在2022年度のものまで確認することができ、基本戦略や医療分野を中心とした基本方針、厚生労働省における全ゲノム解析などの実施体制といった内容が記載されています。特にがん、および難病領域での活用に力を入れており、DNAを編集して書き換える「ゲノム編集」などの研究も東大や阪大などで進められているようです。

参照元:【PDF】厚生労働省「全ゲノム解析等実行計画2022」(概要)(https://www.mhlw.go.jp/content/10901000/001012425.pdf

ゲノム解析のがん治療への活用

このように、ゲノム解析は医療分野での活用が期待されていることが分かりました。特に将来的に不安視している方が多いであろう「がん治療」では、遺伝子診断による病気の予防や、その人の体質や症状、病気の特性に合わせた治療の実現が可能となります。

従来は不特定多数の患者さんを対象とした治療内容が主でしたが、ゲノム解析が効果的に活用されるようになれば、より一層自分に適した治療が受けられるようになる、ということです。オーダーメイドの治療が普及すれば副作用のリスク軽減にも繋がりますから、ゲノム解析は新たな時代の医療に革新的な影響をもたらす可能性もあるでしょう。

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