遺伝子の融合とは、異なる二つの遺伝子が一つになることで生じる新たな遺伝子構造です。特にヒトの新生物で広く見られ、診断や予後予測の重要な指標となります。その発見の歴史から、がん形成における役割、診断技術、さらには進化や研究応用まで、多岐にわたる側面を持つ融合遺伝子について解説します。
β-グルクロニダーゼ(GUS)は、D-グルクロン酸のβ型配糖体であるグルクロニド結合を加水分解する酵素です。動物の全身に存在し、リソソームなどで重要な役割を果たしており、植物の遺伝子研究ではレポーター遺伝子としても広く活用されています。
「CAT」という文字列は、身近な動物である「猫」を指す言葉として知られていますが、それ以外にも多様な分野で多くの意味を持っています。略称や頭字語として、技術、交通、金融、学術など幅広い文脈で使われ、文脈を理解することが重要です。
ロドスピリルム科のグラム陰性らせん菌、アゾスピリルム属。土壌に生息し、ニトロゲナーゼによる窒素固定能力を持つ。植物と共生し、根粒を形成せずに窒素を供給する。好気性で非芽胞形成。基準種はA.リポフェルム。
可動遺伝因子(MGEs)は、ゲノム内を移動したり、他の生物へ伝播したりする特殊なDNA配列です。遺伝子の複製や変異、配置再編成に関与し、生物の進化や多様性、疾患発症にも深く関わります。
スプートニクヴィロファージは、巨大ウイルスであるミミウイルスに寄生し、その増殖を妨げるヴィロファージの代表例です。他のウイルスを利用するサテライトウイルスとは異なり、宿主ウイルスの活動を阻害する特徴から、新たにヴィロファージという概念が生まれました。その発見とユニークな性質を探求します。
土壌や淡水に広く棲むアメーバ型原生生物。主に細菌を捕食して生活するが、一部の種はヒトや動物に感染し、失明に至る角膜炎や致死性の高い脳炎を引き起こすことが知られている。独特の棘状仮足や、環境抵抗性の高いシストを形成する特徴を持つ。
接合藻はストレプト植物に属する緑藻の一群です。単細胞または糸状の形態をとり、鞭毛や中心小体を欠き、特異な接合による有性生殖を行います。淡水域を中心に広く分布し、陸上植物に最も近縁な緑藻として知られています。4000種以上が確認されており、多様な環境に生息しています。
双腺綱は、多数の尾乳頭や排出器官側面の構造で特徴づけられる線形動物の主要な分類群です。寄生性の重要な種や、遺伝学などの研究で用いられる非寄生種を含み、循環器や呼吸器を持たない点で共通します。
中期は真核生物の有糸分裂過程で、染色体が強く凝縮し、細胞の中央に並ぶ段階です。この整列は細胞分裂の後期への正確な進行に不可欠であり、特に細胞遺伝学やがん研究における染色体分析に利用される重要な時期です。
モノセントリック染色体は、特定のくびれ部分(一次狭窄)に位置するセントロメアを一つだけ持つタイプの染色体です。染色体全長が機能するホロセントリック染色体と対照的で、細胞分裂に不可欠な役割を果たします。
ヒダテラ科はスイレン目に含まれる小型の水生植物群です。外見は単子葉類に似る一方、分子系統解析でスイレン科などに近縁と判明。オーストラリア、ニュージーランド、インドに分布し、十数種が知られ、アクアリウムでも栽培。被子植物の初期分岐群として注目されています。
ネナシカズラ属は、葉緑素を持たず鮮やかな色合いのつる性寄生植物です。他の植物に絡みつき栄養を吸収し、その独特の姿は自然界で目を引きます。主にヒルガオ科に分類され、世界中に広く分布しています。
モクレン目に属するニクズク科(Myristicaceae)は、世界中の熱帯に約20属500種が分布する常緑木本です。赤い樹液や独特の種子構造が特徴で、種子や仮種皮はナツメグやメースとして広く利用されます。
ニクズク属は、ニクズク科の常緑高木約170種を含む熱帯性の植物群。学名は「香油」に由来し、その多くが特有の香りを持ちます。特にニクズクは種子が香辛料や薬用に利用され、世界中で栽培されています。形態や生態も多様で、熱帯雨林の重要な構成要素です。
トゥルニア科(Thurniaceae)は被子植物の単子葉植物に含まれる一群で、南アフリカや南米北東部の湿地に自生します。現在は2属4種で構成され、分類体系が様々に変わる中でも学名は比較的安定して使われてきました。近代的なAPG分類体系では、かつて近縁とされたプリオニア科がこの科に統合されています。
ドイツの生物学者テオドール・ボヴェリ(1862-1915)は、染色体研究で知られ、正常な胚発生に全ての染色体が必要なこと、中心体を発見。遺伝の染色体説や、がんの染色体説を提唱し、細胞生物学・遺伝学に多大な貢献。
シラミ類(Phthiraptera)は、かつてシラミ目と呼ばれたが、現在は系統学的な知見から咀顎目の下位分類に位置付けられている昆虫群です。鳥類や哺乳類などの恒温脊椎動物に外部寄生し、吸血性のシラミと皮膚片などを食べるハジラミの二つの生態的グループを含みます。
メランチウム科のシライトソウ属は、東アジアに分布する多年草のグループです。白く穂状に咲く特徴的な左右相称の花を持ち、特に上部の花被片が長く糸状になります。日本には数種が自生し、多くが絶滅危惧種に指定されています。
生物個体の遺伝的特徴や系統を識別するための目印となる特定のDNA配列を指します。一塩基多型からマイクロサテライトまで多様な種類があり、遺伝病研究や作物育種、DNA型鑑定など幅広い分野で重要な役割を果たしています。
オワンクラゲ由来の緑色蛍光タンパク質(GFP)。1960年代に下村脩が発見し、2008年にノーベル賞受賞。生きた細胞内の様々な現象をリアルタイムで追跡・可視化する、現代生物学に不可欠なツール。
ルシフェラーゼは、ホタルや発光バクテリアなどの生物が光を放つ化学反応を触媒する酵素の総称です。生物発光における鍵分子であり、研究やバイオテクノロジー分野で幅広く利用されています。
分子クローニングにおいて、目的DNAがベクターに正しく挿入された組換え細菌を、視覚的に迅速かつ簡便に選別するスクリーニング技術。形質転換細胞をX-gal存在下で培養し、白いコロニーが組換え体、青いコロニーが非組換え体として識別する。
ゲノム解析における「コンティグ」は、DNA断片をつなぎ合わせて得られる連続配列、または物理的に重複するクローン断片を指す用語です。シーケンスデータの組み立てやゲノムの物理地図作成において重要な概念です。
グルタチオン S-トランスフェラーゼ(GST)は、遺伝子工学分野で広く利用されるタンパク質タグ。目的タンパク質の精製や検出を効率化し、特にグルタチオン親和性クロマトグラフィーによる高純度な回収を可能にします。
T7ファージは、大腸菌に感染するポドウイルス科のDNAウイルスです。溶菌サイクルのみを行い、高速なT7 RNAポリメラーゼなど、その特徴的な機能は分子生物学研究や遺伝子発現系に広く応用されています。
Hisタグは、遺伝子組換えタンパク質の精製に広く用いられるペプチドタグです。複数個のヒスチジン残基を連続して付加することで、特定条件下で金属イオン固定化担体への高い親和性を持たせ、アフィニティクロマトグラフィーによる効率的かつ特異的な分離・回収を実現します。
コリシンE1遺伝子を持つことから名付けられた細菌プラスミドColE1。その小型で利用しやすい特性から遺伝子操作ベクターの基礎として広く研究され、利用されてきた。独自の複製メカニズムと精緻なコピー数制御機構を持つ。
5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-ガラクトピラノシド(X-gal)は、ガラクトースとインドールから構成される有機化合物。1964年に合成され、分子生物学においてβ-ガラクトシダーゼによる分解で青く発色する性質を利用し、遺伝子導入の成否を判定するブルー・ホワイトセレクションに不可欠な試薬として広く用いられています。
リボソームDNA(rDNA)は、細胞のタンパク質合成装置であるリボソームの構成要素、リボソームRNA(rRNA)の設計図となるDNAです。反復配列を持ち、細胞核内で核小体を形成する重要な領域です。分子系統解析にも活用されます。
中間型インスリン(NPHインスリン、イソフェンインスリン)は、糖尿病の血糖管理に使用される中時間作用型インスリン製剤です。通常1日1~2回皮下投与され、約90分で効果が現れ10~16時間持続します。プロタミンなどとの混合により徐放性を高めた薬剤です。
潜伏感染(せんぷくかんせん)とは、自覚できるような症状が現れないにも関わらず、病原体が体内に残り続けている状態です。これは持続感染と呼ばれる病態の一つで、ヘルペスウイルスのように神経節などに隠れて潜伏し、宿主の免疫力が低下すると再び活動を始め、症状を引き起こすことがあります。この状態では治療薬が効かないことも特徴です。
内在性ウイルス様配列(EVE)は、ウイルス以外の生物のゲノムに存在するウイルス由来DNAです。生殖細胞に組み込まれ世代を超えて遺伝します。古ウイルス学や宿主の進化研究に重要な情報をもたらす存在です。
細菌のゲノムに組み込まれるか、プラスミドとして存在するバクテリオファージ(細菌ウイルス)の遺伝子状態。細菌を破壊せず潜伏し、宿主の生存や病原性に影響。特定条件下で活性化し増殖を開始する。
カウドウイルス綱(Caudoviricetes)は、バクテリオファージとして知られるウイルスの主要な分類群です。この群に属するウイルスは共通して尾部を持ち、細菌や古細菌に感染します。ゲノムは2本鎖DNAで、多様な種類を含みます。
ヒト遺伝子解析機構(Human Genome Organisation)、略称HUGO(ヒューゴ)は、ヒトゲノム計画の推進に貢献する国際的な非政府組織(NGO)です。世界中のゲノム科学者間の連携強化を主要な目的とし、1989年に国際組織として設立されました。特にヒト遺伝子の命名を担うHGNC委員会などが活発に活動しています。
ヒストンアセチルトランスフェラーゼ(HAT)は、ヒストンタンパク質にアセチル基を付加する酵素です。これによりクロマチン構造が変化し、遺伝子発現が制御されます。細胞機能に必須で、疾患や学習・記憶にも深く関わる重要な分子群です。
α2-マクログロブリンは、血液中に存在する巨大なタンパク質で、主にプロテアーゼの働きを阻害する重要な役割を担います。様々な成長因子やサイトカインにも結合し、生体内の恒常性維持に関与。特定の病態で変動が見られ、診断の手がかりとなることもあります。
カリオフェリンは、真核生物の細胞において、細胞質と細胞核の間で様々な分子を輸送するタンパク質群です。これらの輸送は核膜孔を介して行われ、物質を核内へ運ぶインポーチンと、核外へ運ぶエクスポーチンに分類されます。Ranタンパク質のエネルギーを利用して、多くのタンパク質の核内外移動を仲介する重要な役割を担っています。
O-GlcNAcは、細胞の核や細胞質に存在するタンパク質に施される重要な翻訳後修飾です。これは可逆的で、代謝状態を反映する「栄養センサー」として機能し、リン酸化と密接に連携。遺伝子発現、細胞周期、ストレス応答など多岐にわたる生命現象を調節し、その異常はアルツハイマー病やがん、糖尿病といった疾患に関与します。
ナイシンは、自然界に存在する微生物由来の多環式抗菌ペプチドです。食品保存料として世界中で利用されており、独特な構造を持つ異常アミノ酸を含みます。グラム陽性菌に対して特に優れた抗菌力を発揮し、食品の品質保持に大きく貢献します。食品添加物としてはE234の番号が付与されています。
サブチリシンは、枯草菌などが産生するセリンプロテアーゼの一種です。タンパク質の特定のペプチド結合を加水分解し、消化や抗菌作用に関わります。その独特な生合成機構や収斂進化の好例としても知られています。
細胞がその生涯の大部分を過ごす細胞周期の重要な段階。細胞分裂に備えてDNAを複製し、成長や代謝など活発な生命活動を行う。G1, S, G2の三つの期から成り、かつての休止期という名称は適切でない。
蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)は、近接した2つの分子間で励起エネルギーが双極子相互作用により移動する現象です。距離の6乗に依存し、この性質を利用して分子間距離の測定や生命科学分野でタンパク質間相互作用などの解析に応用されています。
日本生物物理学会は1960年に設立された、生物物理学の研究推進を目指す日本の学術団体です。関連情報の交換や国内外との連携を通じて、学問の発展に貢献しています。2014年に一般社団法人へ移行しました。
ルーマニア生まれのアメリカの生化学者、マイケル・グルンスタイン(1946-2024)。UCLA教授。酵母ヒストンの遺伝学的解析を開拓し、ヒストンが遺伝子調節を担うことを解明。エピジェネティクスの基礎を築き、多数の栄誉を受賞した。その革新的な研究は現代生命科学に大きな影響を与えた。
INO80ファミリーは、ATPのエネルギーを利用してクロマチンの構造を制御するタンパク質群です。ヌクレオソームリモデリング、DNA損傷応答、遺伝子発現調節など、ゲノム機能維持に必須の役割を果たします。
転写抑制因子CTCF(CCCTC結合因子)は、ヒトのCTCF遺伝子にコードされるタンパク質です。この因子は、転写制御、インスレーター機能、V(D)J組換え、クロマチン構造の調節など、様々な細胞プロセスに関与し、特にゲノムの高次構造形成に重要な役割を果たします。
挿入配列(IS element)は、ゲノム内を移動できる短いDNA断片です。転移に必要な酵素のみをコードし、逆向き反復配列に挟まれた構造を持ちます。他の転移因子と異なり、アクセサリー遺伝子を含まない単純なタイプであり、単独または複合トランスポゾンの一部として存在します。主に原核生物でみられます。
「利己的遺伝子」は、リチャード・ドーキンスが提唱した進化論の概念で、自然淘汰の対象は生物個体ではなく遺伝子であると捉える視点。遺伝子が自身のコピーを増やすことを目的とし、生物はその「乗り物」に過ぎないという比喩は、現代進化生物学に多大な影響を与えた。この考え方は、一見利他的な生物の行動も、遺伝子の生存戦略として説明しうることを示唆する。
腎臓の近位尿細管が正常に機能せず、ブドウ糖、アミノ酸、リン酸などの重要な物質が尿中に過剰に排出される疾患です。遺伝性または後天性の要因で発症し、成長障害や骨の病変などを引き起こします。診断や治療についても解説します。
クロルテトラサイクリンは、テトラサイクリン系初の抗生物質です。1945年に発見され、オーレオマイシンの商標でも知られます。かつて発疹チフスやトラコーマ治療に革命をもたらし、獣医学分野でも利用されています。
生体内に自然には存在しない、または通常より高濃度で存在する化学物質を指す。特にダイオキシンやPCBなど、人間が合成し自然界に本来なかった人工的な汚染物質に対して用いられることが多い概念。
側坐核は、脳の比較的前に位置する神経細胞の集まりで、快感や報酬、嗜癖、恐怖、そして行動を始めるための意欲など、多様な精神機能に深く関与する重要な脳領域です。その構造や他の脳領域との連携、薬物との関係など、多くの研究が進められています。
インスリン抵抗性とは、体内で作られるインスリンというホルモンが、肝臓や筋肉などで十分に働けない状態を指します。これが続くと血糖値がうまく調整できなくなり、2型糖尿病や、高中性脂肪・高血圧・動脈硬化といった生活習慣病の原因の一つとなります。肥満や運動不足などが関連し、遺伝的な要因も影響します。簡単な血液検査で推定可能です。
ウイルスが細胞に感染した後、一時的にその粒子が検出できなくなる期間。この間、ウイルスは増殖に必要な構成要素を合成する。エクリプス、陰性期とも呼ばれ、ウイルスのユニークな増殖戦略を示す重要な特徴の一つ。
四量体は、4つの構成単位(サブユニットやモノマー)が集まってできた分子または構造体です。化学では小さな分子、生化学ではタンパク質などの生体分子に見られます。構成単位が全て同じホモ四量体や、異なる単位からなるヘテロ四量体などがあり、それぞれのサブユニットは独自の機能を持つことも、共通の性質を持つこともあります。この多量体構造は、分子の機能発現や安定性に重要な役割を果たします。
免疫グロブリンM(IgM)は、B細胞が産生する抗体の一種で、ヒトの体内では最も大きな抗体です。感染初期の防御やABO式血液型抗体として重要な役割を担い、診断にも利用されます。
三量体(さんりょうたい)は、化学や生化学の分野で用いられる用語で、それぞれ異なる意味を持つが、いずれも三つの構成要素が集まって形成される構造や化合物を指す。特定の分子が三つ結合した化合物や、三本のペプチド鎖が集まったタンパク質構造などがこれにあたる。
ヘモシアニン(Hc)は、節足動物や軟体動物の一部が持つ呼吸色素です。酸素と結合すると青色を呈し、これは構造中の銅イオンに由来します。血液中ではなく血リンパ液に溶け込み、体内で酸素を運びます。
海洋無脊椎動物などが持つ、酸素を運搬する非ヘム性タンパク質。2つの鉄原子を介して酸素と結合し、無色から紫/ピンクに変化する。ヘモグロビンより運搬効率は低いが、一酸化炭素に強い耐性を持つ。構造や酸素結合メカニズムに特徴がある。
ヘマグルチニン(HA)は、インフルエンザウイルスなどの表面に存在する重要な糖タンパク質で、細胞への感染に必須です。多様なサブタイプ(H1-H17)があり、その名は赤血球凝集作用に由来します。
カプソメアとは、ウイルスの遺伝物質を覆い保護するタンパク質の殻であるカプシドを構成する基本的なサブユニットです。これらの単位が特定の様式で規則的に集まり、ウイルス粒子の安定性を保つカプシドを形成します。ウイルスの種類によって異なる形状を取り、感染や複製において重要な機能を発揮します。
オルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)は、尿素回路の一部として機能し、体内の過剰なアンモニアを無毒化する上で中心的な役割を担う酵素です。この酵素の機能不全は、重篤な高アンモニア血症を引き起こし、神経系に深刻な影響を与えます。
抗体依存性細胞傷害(ADCC)は、抗体が標的細胞表面の抗原に結合した後、ナチュラルキラー細胞などの免疫細胞が抗体のFc領域を認識し、標的細胞を傷害する機構です。感染細胞やがん細胞の排除に重要な役割を担う細胞性免疫の一種です。
ノパリンは、植物に腫瘍を形成させるアグロバクテリウム属細菌が作り出す特殊な化合物オピンの一種です。グルタミン酸とアルギニンの誘導体にあたり、細菌が植物細胞に合成させ、自らの栄養源として利用します。特定のTiプラスミドと関連し、ノパリン型プラスミドの指標となります。この細菌と植物間の栄養交換システムにおける鍵分子です。
オパインは、アグロバクテリウムやリゾビウムといった細菌が植物にクラウンゴールなどの腫瘍を誘導する際に生成するユニークな低分子化合物群です。細菌にとって重要な栄養源となり、その化学構造は多様です。植物腫瘍に限らず、海洋生物など多様な生物組織からも見つかっています。
オクトピンは、アルギニンとアラニンから成るオパイン類の一つで、1927年にマダコから発見されました。タコなどの無脊椎動物の筋肉で乳酸のアナログとして働き、アグロバクテリウムにより植物にクラウンゴールを引き起こす物質です。酵素反応によりピルビン酸とアルギニンから合成・分解されます。
真核生物や古細菌に存在する多サブユニットのDNA結合複合体。ATPに依存してDNA複製起点に結合し、DNA複製の開始に必須の役割を果たします。複製前複合体(pre-RC)形成の足場となります。
DnaBヘリカーゼは、真正細菌のDNA複製プロセスに不可欠な酵素であり、複製フォークと呼ばれる二本鎖DNAの分離点を、エネルギーを用いて物理的に開裂させる主要な役割を担っています。
前中期(prometaphase)は、真核細胞の有糸分裂において前期に続き中期へ移行する段階です。核膜の崩壊、染色体への動原体形成、そして紡錘体微小管が動原体に結合し、染色体を細胞の赤道面へと導く動的な過程が特徴です。
2020年公開、ロビン・プロント監督による米加合作ミステリー・アクション。失踪した娘を捜す野生動物保護区の管理人が、地方で発生した連続殺人事件の謎を追う姿を描く。主演はニコライ・コスター=ワルドー、共演にアナベル・ウォーリス。日本未公開ながらDVDが発売された作品。
ゲノムインプリンティングは、哺乳類や植物でみられる遺伝子発現制御。親から受け継いだ遺伝子の一部が、どちらの親由来かによって発現が左右されるエピジェネティックな現象で、発生や特定の疾患に関与する。
貪食細胞(どんしょくさいぼう)は、病原体や死んだ細胞などを取り込んで分解する生体防御の主役。広義には食細胞全般を指し、特にマクロファージは狭義の意味で使われることも。免疫システムの重要な担い手。
血液の主要な液体成分である血漿中に約7%含まれるタンパク質で、アルブミン、グロブリン、フィブリノゲンに大別されます。これらのタンパク質は、体液の浸透圧調整、病原体と戦う免疫反応、そして出血を止める血液凝固といった、生命維持に不可欠な多様な生理機能を果たしています。
病原体関連分子パターン(PAMP)は、微生物に共通する特定の分子構造で、宿主の自然免疫を活性化する引き金となります。パターン認識受容体(PRR)であるToll様受容体(TLR)などによって認識され、防御応答を引き起こします。病原体以外にも広く存在するため、微生物関連分子パターン(MAMP)とも呼ばれます。
実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)は、自己免疫応答による中枢神経系の炎症性脱髄疾患を模倣する動物モデルです。多発性硬化症や急性散在性脳脊髄炎といった難病の病態解明や治療法開発の研究に広く活用されています。
リュープロレリン(商品名:リュープリン)は、性腺刺激ホルモンの分泌を抑制するGnRHアナログ製剤です。前立腺癌、乳癌、子宮内膜症などのホルモン依存性疾患、性的早熟など、幅広い疾患の治療に用いられています。
ポルフィリン症は、ヘム合成経路の酵素異常により、代謝中間体が体内に蓄積する遺伝性または後天性の疾患です。蓄積する物質の種類や場所によって多様な症状が現れ、神経症状や皮膚症状などを呈します。一部は生命に関わる可能性があり、難病に指定される国もあります。
薬物などが体内に取り込まれ、全身の循環に到達する割合を示す「バイオアベイラビリティ」。薬物動態学の基本概念であり、投薬量の決定に不可欠です。栄養学や環境学における類似概念も含め、その定義や重要性を解説します。
トランスフェリン受容体は、血液中のトランスフェリンに結合した鉄を細胞内に輸送する重要なタンパク質です。細胞の鉄要求に応じてその働きが調節され、主にTfR1とTfR2の二つのタイプが知られています。これらの受容体は鉄の細胞内への取り込みを仲介します。
血漿中に存在する重要なタンパク質、トランスフェリンは、体内で鉄イオンを効率的に結合し、細胞への輸送を担います。その構造や性質、細胞による鉄取り込みメカニズム、さらには抗菌作用や関連疾患まで、幅広く解説します。
トファシチニブ(ゼルヤンツなど)は、ヤヌスキナーゼを標的とする免疫抑制作用を持つ分子標的薬です。関節リウマチや潰瘍性大腸炎の治療に用いられ、過剰な免疫応答を抑えることで効果を発揮します。
ダメージ関連分子パターン(DAMP)は、損傷細胞から放出される内因性分子群。危険信号やアラーミンとも呼ばれ、パターン認識受容体を介して非感染性の炎症反応や自然免疫の活性化を誘導・維持する重要な生体分子です。
ギボシランは、遺伝性の難病である成人の急性肝性ポルフィリン症の治療に用いられる低分子干渉RNA製剤です。ヘム合成経路の異常により蓄積する毒性物質の産生を、主要酵素の合成を抑えることで抑制します。日本および米国で承認されています。
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