非表現突然変異

非表現突然変異（サイレント変異）

非表現突然変異とは、DNAの塩基配列が変化したにもかかわらず、最終的に合成されるタンパク質のアミノ酸配列には一切影響を与えない突然変異の一種です。この種の変異は、サイレント変異（silent mutation）とも呼ばれます。

変異が発生する場所としては、主に以下の二つが挙げられます。

遺伝子の非コード領域: タンパク質の設計情報を含まないDNAの領域で、遺伝子の周囲や、遺伝子内に挟まれた非翻訳領域であるイントロンなどがこれにあたります。
遺伝子のコード領域（エキソン）: タンパク質のアミノ酸配列を決定するエキソン内で変異が起きても、遺伝暗号の縮退性（degeneracy）により、複数のコドン（3つの塩基の並び）が同じアミノ酸を指定する場合があるため、塩基が一つ変わっても指定されるアミノ酸が変わらないことがあります。このような変異は、エキソン内で起こりながらもアミノ酸配列に影響しない非表現突然変異となります。

従来、非表現突然変異はタンパク質の機能や構造に影響を与えないと考えられてきたため、生物の生存や繁殖に有利にも不利にも働かず、進化の過程で自然選択の対象となりにくい「進化的中立」な変異として扱われることが一般的でした。したがって、集団中の変異の蓄積を研究する際には、この種の変異が重視されることもあります。

しかし、近年の研究により、非表現突然変異が単に「サイレント」ではない可能性が示唆されています。例えば、生物種によってコドンの使用頻度に偏りが見られることが知られており、これは特定のコドンを使うことで翻訳（タンパク質合成）の効率や正確さが向上するなど、何らかの理由で自然選択がかかっている可能性を示唆しています。このことから、非表現突然変異であっても、mRNAの二次構造の変化を引き起こしたり、タンパク質合成の速度やタイミングに影響を与えたりする可能性が考えられています。

さらに、より直接的に生物機能に影響を与える例も報告されています。例えば、非表現突然変異がmRNA前駆体のスプライシング（タンパク質合成に必要なエキソン部分だけを繋ぎ合わせる過程）に影響を与え、不要なエクソンスキッピング（本来必要なエキソンが除外されること）を引き起こすことで、機能不全のタンパク質が生成されたり、病気の原因となったりするケースが報告されています。フェニルケトン尿症や家族性大腸腺腫症（FAP）の原因遺伝子における非表現突然変異が、エクソンスキッピングを介して病態に関与することが示されています。

また、MDR1遺伝子（多剤耐性に関わるタンパク質をコード）における非表現突然変異が、タンパク質の基質特異性（結合する分子の種類）を変化させるという驚くべき研究結果も発表されています。これは、非表現突然変異が、単にアミノ酸配列を変えないだけでなく、mRNAの翻訳速度の地域的な変化を通じて、タンパク質のフォールディング（立体構造の形成）に影響を及ぼし、結果としてタンパク質の機能や細胞内での挙動を変えうることを示唆しています。

分子生物学の分野では、遺伝子操作技術、特に分子クローニングにおいて、非表現突然変異が意図的に利用されることがあります。特定の場所に制限酵素（DNAを切断する酵素）が認識する配列を人工的に導入したり、既存の認識配列を破壊したりする際に、目的とする遺伝子のアミノ酸配列を変えないように注意深く非表現突然変異が設計・導入されます。これは、操作対象の遺伝子の機能に影響を与えずに、操作を効率化するための重要な手法です。

このように、非表現突然変異は、かつて考えられていたような単なる「サイレント」な変化ではなく、遺伝子の発現調節、タンパク質の構造・機能、さらには疾患の原因や進化の過程において、微細ながらも重要な役割を果たしている可能性が、近年の分子生物学や遺伝学の研究によって明らかになりつつあります。関連する研究分野としては、遺伝子、進化、翻訳（生物学）、突然変異などが挙げられます。

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