がん遺伝子
がん遺伝子とは、がんを引き起こす可能性のある遺伝子のことである。あるいは、同様に、がん遺伝子とは、制御不能な細胞分裂をもたらす遺伝子のことです。
腫瘍細胞のがん遺伝子は、しばしば変異していたり、高レベルで発現していたりします。
ほとんどの正常な細胞は、プログラムされた形で死を迎える(アポトーシス)。活性化された癌遺伝子は、アポトーシスに指定された細胞を生存させ、代わりに増殖させる。ほとんどの癌遺伝子は、癌を引き起こすために、他の遺伝子の突然変異やウイルス感染などの環境因子など、追加のステップを必要とする。1970年代以降、ヒトのがんでは数十種類のがん遺伝子が同定されている。多くの抗がん剤は、がん遺伝子がコードするタンパク質を標的としている。
1976年、カリフォルニア大学サンフランシスコ校のJ.マイケル・ビショップとハロルド・E・バーマスは、がん遺伝子が活性化された原がん遺伝子であり、人間を含む多くの生物に存在することを明らかにした。この発見により、ビショップとヴァーマスは1989年にノーベル医学・生理学賞を受賞した。
癌遺伝子が活性化され、正常な細胞が癌細胞に変化する様子を示す図
間違いの歴史
ビショップとヴァーマスの研究は、長年の誤りを正した。ノーベル賞の引用文にはこのような説明があります。
「癌遺伝子という言葉は、1960年代半ばに、ある種のウイルスの遺伝物質の特別な部分を示すために導入された。遺伝物質のこの部分が、正常な細胞を腫瘍細胞へと変化させると信じられていたのだ。当時の有力な説は、ウイルスが媒介する細胞間の癌遺伝子の伝達が、あらゆる形態の癌の起源であるというものであった。この見解は後に誤りであることが証明された」。
実際、ウイルスのRNAをDNAに逆転写すると、がん遺伝子が細胞内の染色体DNAに組み込まれるという効果があった。そして、がん遺伝子に似たものが、動物界のさまざまな種、それも数個の細胞しかないような単純な生物からも検出されることがわかった。さらに、その遺伝子はある種の染色体の中で一定の位置を占めていること、細胞の遺伝物質の一部を構成している場合には断片に分割されていることが明らかになった。
癌原遺伝子
癌原遺伝子とは、変異や発現量の増加によって癌遺伝子になる可能性のある正常な遺伝子のことである。その結果として生じるタンパク質を癌タンパク質と呼ぶことができる。癌原遺伝子は、細胞の成長と分化を制御するタンパク質をコードしている。癌原遺伝子は、通常、そのタンパク質産物を介して、シグナル伝達や分裂促進シグナルの実行に関与することが多い。癌原遺伝子(またはその産物)は、活性化されると、腫瘍を誘発する物質、すなわち癌遺伝子となる。
例
バーキットリンパ腫にはMYC遺伝子が関与しています。これは、染色体転座によってエンハンサー配列がMYC遺伝子の近くに移動することで始まる。MYC遺伝子は、広く使われている転写因子をコードしている。エンハンサー配列が誤って配置されると、これらの転写因子が非常に高い割合で生成される。がん遺伝子のもう一つの例は、「フィラデルフィア染色体」に存在するBcr-Abl遺伝子です。フィラデルフィア染色体とは、9番と22番の染色体が転座してできた、慢性骨髄性白血病に見られる遺伝物質の一部である。Bcr-Ablは、受容体チロシンキナーゼをコードしており、この受容体チロシンキナーゼが活性化することで、制御不能な細胞増殖を引き起こします。
質問と回答
Q: がん遺伝子とは何ですか?
A: がん遺伝子とは、がんを引き起こす可能性のある遺伝子、または制御不能な細胞分裂をもたらす可能性のある遺伝子のことを指します。
Q: 腫瘍細胞の癌遺伝子は正常細胞とどう違うのですか?
A: 腫瘍細胞のがん遺伝子は、変異していたり、高レベルで発現していることが多く、アポトーシスに指定された細胞が生き残り、代わりに増殖しています。
Q: 活性化したがん遺伝子は、何が原因でがんを引き起こすのですか?
A: ほとんどのがん遺伝子は、他の遺伝子の変異やウイルス感染などの環境要因の追加を必要とします。
Q: 1970年代以降、ヒトのがんではどれくらいのがん遺伝子が同定されたのでしょうか?
A: 1970年代以降、数十種類のがん遺伝子がヒトのがんで同定されています。
Q: 1976年にJ.マイケル・ビショップとハロルド・E・バーマスによって発見された意義は何ですか?
A: J. Michael BishopとHarold E. Varmusは、がん遺伝子がヒトを含む多くの生物に存在する活性化したプロトオンコジーンであることを発見し、1989年にノーベル生理学・医学賞を受賞しています。
Q: 抗がん剤はどのようにしてがん遺伝子をターゲットにするのですか?
A:多くの抗がん剤は、がん遺伝子がコードするタンパク質を標的にして、がんに対抗します。
Q: アポトーシスとは何ですか?
A: アポトーシスとは、正常な細胞の多くが受けるプログラムされた死の形態です。