遺伝とはなにかの記事一覧


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子どもと無限の可能性

 

 世の中には、心と精神の問題に遺伝や遺伝子がかかわっていることを、認めたくない人がいるようです。学校の先生のうちにも、“遺伝子の影響など絶対にない”と主張する方がいます。

 

 もちろん「この子はダメだ」などと簡単に決めつけては、教育は成り立ちません。あくまでその子の可能性を信じて粘り強く接する必要があります。そのための心構えとして、教育者は“子どもは無限の可能性がある”とと信じる必要があるのです。だからといって「すべての子どもは無限の可能性を持つのだから、遺伝子の影響はありえない」と主張するのは、まったくのナンセンスです。

 

 遺伝の影響を紹介しましょう。知能指数(IQ)についても、親と子の間に身長の場合と同じような関係があることがわかっています。また、夫婦のIQを調べると、遺伝とは関ありませんが、わりと値の近い2人が夫婦になる傾向があるようです。

 

 双子の研究によっても、一卵性の双子のIQの差(5.9)は、二卵性の双子(9.9)や同胞(9.8)より小さいことがわかっています。なお、同じデータで、別々に育った一卵性の組の間の差は8.2ですから、環境の影響があるのは事実ですが、あまり大きくないといえるでしょう。遺伝的には50%の共通性を示す二卵性の双子と同胞の組でほとんど同じ結果が出ていることからも、このデータの信頼性の高さが推定できます。

 

 最近になって、IQを高める遺伝子の型が見つかるなど、これまで遅れ気味だった心の問題も大きく動き始めました。大勢の人の前に出るとパニックを起こし、何にもできなくなる「パニック障害」も、原因に遺伝子がかかわることがわかりました。ストレスにさらされると、神経系や内分泌系のさまざまな遺伝子の活動が高まります。DNAチップの技術を使うことで、ストレスの程度や反応の状態をまとめて調べる方法ができた、というニュースもありました。

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 兄弟姉妹(同胞)の数が合計で2~3人の場合が、IQの平均が最も高いというデータもあります。親がなんでも手取り足取りで面倒を見る1人っ子より、お互いに喧嘩をしたり、仲直りしたり、ゆずりあったりという生活のほうが、必要に迫られて工夫するなど知能の発達にプラスになるのでしょう。同胞の数や生まれた順番は、遺伝子とは関係ありません。つまり、知能の発達には、環境の影響もあるのです。

 

好奇心の遺伝子が冒険に誘う?

 

 中南米の先住民は、ABO式血液型がOしかありません。彼らはシベリアからの移住者の子孫ですが、移住に成功して子孫を残した人たちがきわめてわずかだったのでしょう。全員が血縁関係にある大家族なら可能性はありますが、血縁関係にない何十人もの人がすべてO型ということは、ありえません。

 

 2万年ほど前の最後の氷河期には、海面は現在よりも120mほども下がっていました。ロシアとアラスカを分けるベーリング海峡(現在の水深は42m)のあたりには、広大な草原が広がっていたのです。ただし、その先のカナダは巨大な氷河に覆われていて、先には進めません。氷河期が終わりに近づいて氷河が縮小し、北から南へ抜けるわずかなすき間ができ、しかも上昇しつつある海面に海峡が水没する前、という実に微妙なタイミングで通り抜けることに成功した、わずかな人たちの素村が先住民なのです。

 

 全員が死に絶えてもまったく不思議のない、厳しい状況でした。彼らを調べると、こうきしんが強いタイプの遺伝子の頻度が非常に高いというのです。アジアに残った人に比べて、新天地を求めて冒険に乗り出したグループの好奇心が強いというのは、納得できる話です。日本人は白人に比べて、好奇心の強い遺伝子が少ない、という説もあります。

 

性格はどこまで遺伝で決まる?

 

 性格のように、個人差をはっきり数字で表すことが難しい分野では、家系を調べても、伝わり方や遺伝の影響の大きさはわかりません。

 

 そのような場合には、双子を比べるのです。一卵性の双子は、受精卵が二つに分かれることで生まれるので、2人は遺伝的にまったく同じです。二卵性ではh2個の卵子がそれぞれ別の精子で受精しますので、2人は遺伝的に50%の共通性があり、兄弟や姉妹と同じです。また別々の環境で育った一卵性の双子を調べれば、、2人の違いはすべて環境のせいですから、はっきりと環境の違いがわかります。

 

 ブシャード(T.J.Bouchard Jr.)による大規模な双子の研究によって、性格はほぼ2/3が遺伝によって、残る1/3は育児など環境によって決まることがわかりました。

 

 赤ん坊の時から別の家庭で育てられた一卵性の双子が、何十年かぶりで会ったのに、しぐさや趣味があまりに似ているので研究しているほうが驚いた、などという例がたくさん見つかったのです。なお、上記の2/3というのは、遺伝が原因で占める割合です。

 

育児によっても性格は変わる

 

 このような話をすると、しばしば「2/3まで遺伝子で決まるなら、育児に努力しても意味がない」という反応が返ってきます。しかし、1/3というのは、ずいぶん大きな数字です。親にできることは多いのです。

 

 たとえばなんでも子供のいうなりに甘やかして育てると、子供は自分のわがままが通るのがあたりまえ、と思うようにまります。徳川時代の大名の子ならともかく、学校であれ社会であれ、自分の思い通りになんでも動くはずはありません。状況に合わせていろいろ工夫したり努力することも、自分のわがままをおさえて我慢することも、幼いことからまったく経験したことがなければ、できないでしょう。子供に我慢することを教えるのは、子供自身のためです。

 

 他方、子供のうちからなんでも禁止して、むやみに叱るだけでは、子供は伸びません。だめなことはあくまでだめですが、お手伝いをしたり、がんばったときは褒めるのがベストの対応でしょう。昔から言われている「3つほめて、1つしかればいい子に育つ」というのは妥当な線だと思います。

 

 ところで、赤ちゃんをまったく放置して相手をしないでいくと、キレやすい子になるという報告があります。抱き上げるのはもちろん、時々顔を見せて「バー」などとあやすだけでも、なにもしないのとは違うのです。小さな赤ちゃんでも、まわりとのかかわりが意外にあるようです。


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劣性の形質は隠れている

 

 遺伝病の有無や血液など、遺伝的に個人差のある性質を、形質と呼びます。遺伝子で決まる性質、ということです。劣性とは、ある形質を決定する対立遺伝子が対にならないと、その形質が表に出てこないということです。正確には常染色体性劣性遺伝ですが、長いので劣性と書きます。劣性の反対が優性で、対立遺伝子が1つでも、形質が表に出てきます。

優性遺伝と劣性遺伝

 ABO式血液型が父はAで母がBなのに、子がOという場合を考えてみましょう。父の遺伝子型はAO、母はBOで、子はOOです。O対立遺伝子は劣性なので、父と母のOは、優性のAおよびB対立遺伝子の陰に隠れているのです。AとB対立遺伝子は優性なので、必ずそれらをもつ個人の血液型に反映されます。どちらか片方を持つ場合には、AかB型、両方を持つ場合にはAB型になります。

 

突然変異で思わぬ病気に

 

 親にない形質が子に現れるメカニズムには、突然変異もあります。突然変異とは、遺伝子に新たに起こる変異のことです。たとえば父の精子ができるときに、対立遺伝子の一つが変化して、それが受精することで子が病気(病気以外の形質でも同じ)になる、というパターンです。卵子でも同じです。遺伝子に新しく起きた変化ですから、当然ながら父母の家系にはそのような病気は見つかりません。

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 有名な例があります。英国の王室で、ビクトリア女王の孫などのうちから、血友病の患者が10名も見つかったのです。英国の王室から皇女が嫁入りしたのですから、相手はいずれも王国の皇帝や皇太子です。跡継ぎが生まれて喜んでいたら、次々に血友病で倒れたのですから、たいへんな騒ぎになりました。

 

 子孫から10人も患者が出ているので、女王が血友病の原因遺伝子を隠し持つ“保因者”であることは、間違いありません。しかし王室には、それまで患者はまったくいませんでした。血友病は伴性遺伝ですから、保因者の女性から生まれる男児の、平均して半数が患者です。子供の数が多かった時代に、保因者が隠れていた可能性は、考えられないのです。

 

 専門家は、女王が父のケント公エドワードが52歳のときに生まれたことに注目しています。精子に含まれる遺伝子の突然変異は、年齢とともに増えるのです。精子や卵子で新しく起きた突然変異であっても、精子(卵子)を経て当人に伝わると、体内のすべての細胞が変異をもつことになります。そうなると当人がつくる精子や卵子もその変異を受け継ぐため、家系内を伝わる遺伝病が始まるのです。

 つまり、親の持つ対立遺伝子に限らず、ともかく精子や卵子を経て子に伝わるのが遺伝病であり、遺伝形質なのです。

遺伝病と遺伝子病の違い

 

 皮膚や胃の細胞のどれか一つに遺伝子の変化が起きて、その細胞が増えてがんになったとします。精子や卵子とは関係ないので、遺伝子の変化が当人から子に伝わることはありません。したがって、遺伝病ではありませんが、がん細胞には遺伝子の変化が起きています。そこで、このような病気を遺伝子病と呼びます。


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世代を越える染色体の流れ

 
 子供には父と母から精子や卵子の形でゲノムが伝わることは、すでに説明しました。たとえば、父の染色体を見ると、祖母からの23本と祖父からの23本が遂になっています。
 
 さらに父から子に伝わる場合を考えましょう。たとえば図の左端の染色体について、子には対のうち祖父からのを伝えるのか、祖母のを伝えるのかという2つの可能性があります。中央と右の対についても同様です。それぞれの対について2本のうちの片方という選択ですから、3対なら2の3乗で、図のように8種類の精子ができます。
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 たとえば、長女には祖父からの1番、祖母からの2番、祖母の3番が伝わったとします。次女が祖父からの1番を受け取れる可能性は1/2です。祖母からの2番も1/2、3番も1/2と続き、22番と性染色体まで、長女と同じ組み合わせの23本の染色体を父から受け取る確率は、2の23乗ですから840万分の1となります。
 
 つまり、祖父母の世代までさかのぼって染色体の由来を考えると、兄弟姉妹がまったく同じ組み合わせの染色体(遺伝子)を受け取る可能性は、ゼロに近いのです。
 
 ソフト祖母は他人どうしですから、同じ染色体の対でも少しずつ内容が違います。たとえば9番の染色体には、ABO式血液型の遺伝子があります。A、B、Oの3種類の遺伝子のいずれかが、9番染色体の同じ位置に含まれているのです(このように同じ位置にある異なる遺伝子を対立遺伝子と呼び、それらの組み合わせを遺伝子型と呼びます)。そして、祖父がAB型、祖母はO型(遺伝子型はOO)で、母がA型(同AO)とすると、長男にはAが伝わり、次男にはOが伝わるという違いが起きるのです。
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 1組の対立遺伝子を見れば、2人とも同じ組み合わせということはあります。しかし、すべての染色体の対立遺伝子について同じ組み合わせとなると、可能性はほとんどゼロということになります。
 

ゲノムの多様性を増やすキアズマ

 
 父や母の染色体数46の細胞(精原細胞または卵原細胞)から、染色体数23の精子や卵子をつくるステップを減数分裂と呼びます。その場合に、ある精子(卵子も同じ)に入る染色体については、前記のように多彩な組み合わせがありますが、さらに多様性を増やすメカニズムがあります。キアズマ(交叉)です。父(または母)の減数分裂で、祖父からと祖母からの染色体が2倍の太さになってから対をつくり、互いに染色体の一部を交換するのです。
 
 1番から22番までの常染色体の全長あたりで、平均50か所ほどのキアズマができます。いちばん大きな1番の染色体で平均4か所ほど、最もちいさな21番や22番では1か所ほどです。たとえば21番の染色体は、祖父または祖母の21番がそのまま子に伝わるのではなく、片方の端から途中(キアズマの位置)までは祖父の21番、そこから先は祖母の21番といったぐあいに、いわば切り貼りした状態で子に伝わります。染色体の由来に加えて、キアズマが多様性をさらに高めるのです。
 
 ただし、兄弟姉妹が受け継いでいる遺伝子は、同じ父母から伝えられたもので、ほかから伝わることはありません。祖父からか祖母からか、という選択があるだけで、他人の染色体が入り込むわけではありません。
 
 そのため、すべての染色体(遺伝子)の平均で、50%の共通性があるのです。祖父母の代から染色体の由来まで見ると多様性がありますが、それでも他人どうしと比べれば互いにずっと似ているのです。

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卵子と精子から伝わるゲノム

 母がつくった卵子(染色体数23)に、父の精子(同23)が合体(受精)することで、染色体数46の受精卵ができます。それが細胞分裂を繰り返すことで細胞数が増え、さらにさまざまな特徴や機能を持つように「分化」することで、赤ちゃんの体ができあがります。つまり、母から子に伝えられるのは卵子、父から子に伝えられるのは精子に含まれる遺伝子だけです。

 

卵子と精子に含まれるのは、1番から22番までほぼ大きさの順に番号がついた常染色体を1本ずつと、性染色体が1本です。常染色体は性にかかわらず、ヒトに共通な染色体です。それぞれの染色体には遺伝子が含まれています。

染色体の伝達

 父や母の体をつくっている細胞は、それぞれ46本の染色体を含んでいます。 性と関係ない常染色体は、男女とも22対44本です。性染色体は、男性はXとYが1ほんずつ、女性はXが2本です。専門家は、男性を46,XY、女性を46,XXと書きます。

 

 母はXXなので、卵子はすべてX染色体を含みますが、父はXYなので、精子はXを含むものと、Yを含むものが同数ずつです。X精子が受精するとXXで女の子、Y精子ならXYで男の子になります。

ヒトの染色体

 受精卵は1番から22番までの22対44本の常染色体と、XXまたはXYのいずれかの性染色体を含むので、46本に戻ります。

 

細胞の分化と遺伝子の働き

 受精卵から体ができるときの細胞分裂は、それぞれの染色体(二本鎖DNAを1本含む)がいわば2倍の太さになって、それが縦に2つに分かれることで、もとと同じ46本の染色体を含む細胞が2個できます。これを体細胞分裂と呼びます。

 

 1回の分裂で2倍ではたいしたことないような印象だと思いますが、2個が4個、4個が8個と増えていくと、n回の分裂後には2のn乗個になります。たとえば20回の分裂で100万個を超え、30回で10億、40回ではなんと1兆を越えるのです。成人の体が60兆個の細からできているとして、受精卵から数えて46回の分裂で足りる計算です。

 

 体細胞(体を構成している細胞、精子や卵子などは除く)は、体細胞分裂によって増えたのですから、すべて同じ染色体の組み合わせを含んでいます。染色体の中に含まれているのがDNAで、その上には遺伝子が点在しています。したがって60兆個の体細胞は、すべて同じ遺伝子を含むことになります。

 

 ある細胞は神経になり、別の細胞が目や皮膚になるという違いは、なぜ起きるのでしょうか。胎児期に、ある細胞で特定の遺伝子(群)が働くと、ある臓器や組織に分化します。要するに、働いてる遺伝子の組み合わせに差ができることが、分化のメカニズムなのです。成人の細胞では、大部分の遺伝子は休んでいて、ごく一部だけが働いています。ハウスキーピング遺伝子とは、どの細胞でも活動している遺伝子で、細胞の存在に欠かせないものです。組織や臓器の特徴的な機能は、組織特異的遺伝子の働きによっています。

 

さまざまなゲノム

 すでに説明したように、23本の染色体が親から子へと伝えられる遺伝情報の単位になっていますので、これをゲノムと呼びます。23本の染色体はもちろん、染色体中のDNAも、DNA上に散在する遺伝子も、23本分をまとめてゲノムと扱うのです。

 

 染色体数が48のチンパンジーやゴリラのゲノムは24本の染色体、染色体数38のネコのゲノムは19本の染色体でできています。マウスは20本です。最近はリング状のDNAが1個で、それがゲノムです。


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身長とプロポーションは遺伝で決まる

 父親と息子を比べても、母親と娘を比べても、子のほうが親より背が高く、特にプロポーションはまったく違うというのが多くの方のイメージではないでしょうか。たしかにそのような親子をよく見かけますが、実はわが国の特殊事情なのです。欧米では、親子は身長もプロポーションもそっくり、というのが常識なのです。

 

 第2次大戦の末期から戦後にかけて、ほとんどの日本人は食うや食わずでした。アワやヒエの薄い雑炊に、道端の草やイモの茎を入れてなんとか飢えをしのいだ時代に育った世代は、栄養不足のために、遺伝子で決まっている限界まで伸びることができなかったのです。

 

 戦前はどうでしょう。食事はタンパク質が少ない傾向がありました。麦飯に味噌汁、漬物という組み合わせを基本に、年に何度か飼っているニワトリを食べるのがごちそう、というパターンは、農村ではあたりまえでした。育ち盛りの時期のタンパク質不足は、身長に影響します。

 

 では、栄養をよくすれば、身長はいくらでも伸びるのでしょうか。そうだというなら、ネズミの子をゾウの大きさに育ててみてください。そんなことは不可能です。栄養で変わるのは、身長の±数%くらいでしょう。双子の研究によっても、身長はほとんど遺伝で決まることがわかっています。

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 プロポーションは、身長によってほぼ決まりますが、長時間にわたって正座して、おけいこ事や勉強をするのは下股の成長にマイナスでしょう。タンパク質の豊富な十分な栄養と適度な運動が、遺伝子で決まっている限度いっぱいまで身長を伸ばすために必要です。椅子と机の生活が普及したのも成長にとってプラスです。これからは日本でも、身長やプロポーションがそっくりという親子の組み合わせが増えるでしょう。

 

 欧米では30年前も50年前も、栄養状態や生活習慣が基本的に同じなのす。親子の身長やプロポーションが似ているのは当然です。

 

 ところで、体重は身長に比べると、生活習慣の影響が大きいのです。これは予想通りでしょう。

 

父親似と母親似とは?

 子の顔つきも当然ながら親に似ています。子は父と母からそれぞれ23本ずつの染色体を受け取りますから、両方に同じだけ似ているのです。父親似や母親似の子がいますが、たまたま鼻がとがっているとか、目が大きいとか、わかりやすい特徴が似ているだけです。耳の穴や胃の形が親に似ていてもだれも気づきません。

 

なお二重まぶた、強くちぢれた髪の毛、眉毛が外にむかって跳ね上がっている、などの特徴は優性遺伝ですので、伝わり方が目につきやすいでしょう。

 

初潮の時期を調べると、遺伝的にまったく同じ一卵性の双子では平均して2.8か月の差、他人同士の比較では18.6か月の差だったということです。母と娘の間にも平均して18.2か月違いがありましたが、母と娘は生きた時代が20年以上も違い、生活習慣やテレビなど目から入る刺激にも差があるため、双子や姉妹の比較とは意味が違います。母と娘は、遺伝的には50%の共通性がありますので(姉妹と同じ)、時代が同じなら、おそらく12か月ほどの差でしょう。

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 指紋も親子や同胞(兄弟姉妹)では互いによく似ていることがわかっています。利き手については、父が左利きである場合より、母が左利きのほうが子が左利きになる率が高い、というデータがあります。おそらく幼い時期に毎日接する母親の影響が強いためで、環境のせいでしょう。


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