新型コロナウイルス　その４４　同義置換

　今日は高校の生物で習う「コドン」と「同義置換」についてお話したいと思います。コドンとは、核酸の塩基配列が、タンパク質を構成するアミノ酸配列に翻訳されるときの、各アミノ酸に対応する３つの塩基配列のことです。コドンは、厳密には実際のタンパク質の設計図として機能するｍＲＮＡ中にあります。ＲＮＡヌクレオチドの塩基は、Ａ（アデニン），Ｃ（シトシン），Ｇ（グアニン），Ｕ（ウラシル）の４種類があります。「同義置換」とはこのコドンが変わっても遺伝子のアミノ酸としての性質が変わらないことをいいます。新型コロナウイルスはＲＮＡウイルスで変異が激しく、変異体はおそらく１万を超えていると思われます。ウイルス遺伝子のアミノ酸１つ１つに１〜６個のコドンがあります。例えば、ＧＣＣ、ＧＣＡ，ＧＣＧというアミノ酸はすべて「アラニン」です。ＧＧＣ、ＧＧＡ、ＧＧＧはすべて「グリシン」です。コドンの３番目はすべて違いますが、それぞれアミノ酸の性質は同じです。ＰＣＲ検査にはプライマーとしてアミノ酸、２０塩基を使用します。相補的アミノ酸を２０塩基、合わせて４０塩基を使用します。３塩基でコドンを作り、これが１アミノ酸になります。４０塩基をコードするアミノ酸は１３アミノ酸です。コドン表に６４通りのコドンが書かれています。これが２０アミノ酸に相当します。これに終始コドン３種類が加わります。考えられるアミノ酸の数は３の１２乗個＝１５９万種類になります。同義置換体が計算上１５９万種類あるということです。アミノ酸が１００個あれば同義置換体は３の１００乗個あり、天文学的な数字になります。これら数百万種類のアミノ酸配列はすべて同じ性質を持っています。これが、ＲＮＡウイルスが変異しやすい理由です。ＰＣＲ検査は新型コロナウイルスと考えられる遺伝子のアミノ酸の１５９万分の１しか検出していないことになります。「非同義置換」は「同義置換」の逆で、タンパク質を作るのにつなげるアミノ酸が変わってしまう塩基配列の置換のことを言います。例えば、「ロイシン」をコードしていた３つの塩基配列「ＵＵＡ」が「ＵＵＣ」になると別のアミノ酸「フェニルアラニン」をコードしてしまい、全く別の性質になります。生物が生き残っていくためにはタンパク質の種類を最終的に変えてしまう「非同義置換」は不利で、種内で生き残っていくためには圧倒的に「同義置換」の方が有利です。国立遺伝学研究所の木村資生先生はアミノ酸置換の速度からゲノム全体で１年あたりいくつの遺伝子置換がおこるか推定しました。その結果遺伝子の置換数がゲノム全体では多すぎる、つまり遺伝的荷重の理論から推定するよりもはるかに多数の置換が「中立的に」起こっているという結果を１９６８年、「Ｎａｔｕｒｅ」に発表しました。いわゆる「中立説」です。それは分子レベルでは自然淘汰に良くも悪くもない突然変異が偶然に集団の中に広がった結果起こるものがほとんどであり、表現型とは関係ないということを強調したものでした。その後、１９８０年代から遺伝子ＤＮＡの配列を決める技術が進歩し、「同義置換」と「非同義置換」のパターンの比較ができるようになりました。その結果、「同義置換」は「非同義置換」よりも進化が速く、どんどん置換が起こり、中立説の予想どおりになりました。そして「非同義置換」は進化も遅く、有害効果も多いことがわかりました。ＰＣＲの発明者で、ノーベル化学賞受賞者のキャリー・マリスは感染症の診断にＰＣＲ検査を使用してはならないと繰り返し言い続けてきました。コロナ騒動が始まる直前、昨年８月原因不明の肺炎で、自宅で亡くなりました。政府の分科会の専門家が高校の教科書に出てくる話を知らないはずはありません。ほとんど「ざる」と言っていいようなＰＣＲ検査を続けるかぎり、新型コロナウイルス感染症の問題はおさまりません。

２０２０．９．２８．　氷川台内科クリニック　院長　櫻田　二友