GADV仮説

GADV仮説（GADVタンパク質ワールド仮説）

生命の起源に関する多様な仮説が存在する中で、特に注目される考え方の一つが「GADV仮説」、または「GADVタンパク質ワールド仮説」です。この仮説は、奈良女子大学の元教授である池原健二氏によって提唱されました。現在の生命科学において主流とされる、RNAが自己複製能を持つことで生命が誕生したとする「RNAワールド仮説」とは一線を画し、遺伝子の情報よりも先に、タンパク質がその機能によって生命の基盤を築いた可能性を示唆しています。

GADV仮説の核心は、生命が誕生する黎明期において、まだ遺伝子が存在しない、あるいはその機能が十分でなかった段階で、特定の種類のタンパク質が自己増殖に近い働きをすることで、生命の原始的なシステムが構築された、という点にあります。

この仮説において中心的な役割を担うのが、「GADVタンパク質」と呼ばれる一群の分子です。これは、原初の遺伝暗号がGNC（グアニン-任意塩基-シトシン）という単純なコドンによって指定されたと考えられている、わずか4種類のアミノ酸から構成されると想定されています。これら4種類のアミノ酸とは、それぞれ一文字記号でG（グリシン）、A（アラニン）、D（アスパラギン酸）、V（バリン）です。GADV仮説は、これら比較的単純なアミノ酸組成を持つタンパク質が、太古の地球環境下で、遺伝子の助けを借りずに形成され、ある種の「擬似複製」を行う能力を持っていた可能性を提示します。

GADV仮説は、提唱者である池原氏が同じく主張する「GNC-SNS原初遺伝暗号仮説（GNC仮説）」を論理的な根拠の一つとしています。GNC仮説では、現在の生物に普遍的に見られる遺伝暗号体系が、まず4つのGNCコドンがグリシン、アラニン、アスパラギン酸、バリンの4種アミノ酸をコードする非常に原始的な暗号体系から始まり、その後16種類のSNSコドン（Sはグアニンまたはシトシン）が10種のアミノ酸をコードする段階を経て、現在の複雑な遺伝暗号へと進化したと推測しています。

GADV仮説を支持する主な論拠は以下の通りです。

まず、GADVアミノ酸がほぼ均等な割合で含まれるタンパク質は、現存するタンパク質と比較して、構造形成に必要な特性（疎水性・親水性のバランス、αヘリックスやβシート、ターン構造を形成する能力など）を十分に満たしうることが計算によって示されています。このことは、GADVタンパク質が、多様なアミノ酸を持つ現在のタンパク質と同様に、安定した特定の立体構造を取り得る可能性を示唆します。

次に、GADVアミノ酸をほぼ均等に含む組成から、アミノ酸をランダムに選び出して重合させることで得られるGADVタンパク質は、高い確率で現存するタンパク質の基本的な性質、すなわち水に溶けやすい球状の構造を形成できると考えられています。アミノ酸組成が単純であるにもかかわらず、疎水性の高いバリンが分子の内部に、親水性の高いアスパラギン酸が表面に配置されやすく、結果として似たような水溶性・球状タンパク質となりやすい性質があることが指摘されています。

さらに、GADVアミノ酸を均等に含む水溶液を繰り返し濃縮・乾燥させる実験において、ランダムに重合して生成したGADVペプチド（集合体としてGADVタンパク質と見なせる）が、他のタンパク質（例えばウシ血清アルブミン）のペプチド結合を加水分解する酵素のような活性を示すことが観察されています。この触媒能力は、逆反応としてペプチド結合を形成する反応（すなわちアミノ酸を結合させてペプチド・タンパク質を合成する反応）をも触媒しうる可能性を示唆しており、これは原始的な自己複製メカニズムの基盤となり得ると考えられています。

これらのGADVタンパク質が持つ構造形成能力や触媒活性といった性質を総合的に考慮すると、これらのタンパク質は遺伝子の設計図が存在しない状況下でも、自らに似た構造を触媒的に形成する、いわゆる「擬似複製」を行うことで、その数を増やしていくことが可能であったとするのがGADV仮説の主張です。

このように、GADV仮説は、遺伝情報が先に確立されたとするRNAワールド仮説とは異なる視点から、生命の起源におけるタンパク質の能動的な役割を強調する興味深い仮説であり、原始地球環境における分子進化の過程を理解する上で重要な示唆を与えています。

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