<유전>하는 RNA 에피제네틱한 변화는 세대를 넘는가?(2/2)
<유전>하는 RNA 에피제네틱한 변화는 세대를 넘는가?(2/2)
세대를 넘어서 <유전>하는 획득형질
7, 엑소솜（Exosome)=세포에서 분비되는 직경 50-150nm(나노미터;10억분의 1미터)의 과립상의 물질이다.)을 매개한 세포간의 정보전달 엑소솜에는 단백질, ｍRNA, 마이크로RNA 등이 포함되어서 이것이 세포가 되어 체액을 매개하여 다른 세포에로 운반된다.
획득형질이 세대를 넘어서 <유전>한다는 현상은 여기서 소개한 것 이외에도 이미 많은 생물종으로 실험적안 증거가 얻어지고 있고, 적어도 일부의 형질에 관해서 말하자면 그러한 기능이 생물에 갖추어져 있다는 것은 의심할 여지가 없어지고 있다.
그래서 그 다수는 에피제네틱스를 통하여 일어나고 있다. 그러한 에피제니틱스에 의한 <획득형질의 유전>이 장기적인 생물의 진화에 주는 영양은 다시 불명한 부분도 크지만 현재 얻어지는 지견을 종합하면 어느 의미 <획득형질의 유전>을 주창한 라마르크는 복권한 것이다.
이 에피제네틱한 <유전>정보가 후대에 전해지는 데서 중요한 수수께끼의 하나가 체세포에서 감지된 정보가 어떻게 해서 생식세포에로 전해지는지 하는 문제이다. 이 점에 관해서는 현재에도 완전히 기구가 해명된 샘은 아니지만 유력한 가설로서 가동적인 RNA가 관여하는 경로가 제창되고 있다.
동물세포에는 세포막으로 싸인 소포를 세포외로 방출하는 구조가 있고 거기서 세포외소포라고 총칭되고 있다. 세포외소포 중 주목을 모으고 있는 것이 엑소솜이라 불리는 직경 50~150nm저도의 과립상소포이다. 엑소솜 안에는 단백질이나 지질에 더해서 mRNA나 마이크로RNA가 포함됙 있음이 보여서 그것이 세포간의 정보전달에 관여할 가능성이 지적되고 있다.
최신 연구에서는 엑소솜은 세포의 종류나 상태에 응하여 특이적인 내용물을 가지는 것이 판명되고 중에는 장초비고드RNA**나 DNA 등을 포함하는 것도 보이고 있다. dprttha은 혈액 등의 체액을 통하여 체내를 순환하고 있고 중요한 점은 생식계의 조직에도 운반될 수 있다고 한다.
곧 엑소솜을 매개하여 체세포에서 생식세포에로 물질의 전달이 가능한 것이다. 시험관내의 실험이지만 엑소솜과 정자를 섞으면 엑소솜이 정자세포에 받아들여진다는 것이 나타나 있고 또 정액 안에 엑소솜이 다량으로 포함되고 있음도 확인되고 있다.
===*라마르크（Jean-Baptiste de Monet Lamarck）(1744~1829) 프랑스 박물학자. <생물이 특정한 기관을 많이 쓰면 발달하고 쓰지 않으면 위축한다.(획득형질)이 변화가 수놈과 암놈으로 공통한 경우 양자의 새끼에게로 변화가 유전한다.>고 하는 용불용설을 주창했는데 현재는 부정되고 있다.===
===* 장쇄비(長鎖非)고드RNA= 단백질에 번역할 수 없는 기능성RNA 중 100-200염기보다 긴 것의 총칭이다. 근년 많은 분자종이 세포내에 존재하고 있다는 것이 분명해져서 단백질유전자의 발현제어나 염색체구조의 제어 등에 관여하고 있는 예가 알려지고 있다.===
RNA는 에피제네틱수식(修飾)을 유도한다.
엑소솜의 내용물 중에도 특히 주목되는 것이 마이크로RNA로 대표되는 비코드RNA이다. RNA는 염기배열정보를 가지기 떄문에 그것과 상동성(상보성)이 있는 게놈DNA배열이나 영역을 엄밀하게 지정하는 것이 가능해서 그 성질을 이용하면 특정한 게놈영역에 특이적인 에피제네틱수식을 유도할 수가 있다.
실제 비코드RNA에 그러한 기능이 있는 것은 이미 많은 예가 일려지고 있고 최초의 발견은 2004년으로 거슬러 올라간다. 출아효모(出芽酵母)에 있어서 20염기 정도 짧은 RNA가 그것과 배열상동성이 있는 게놈 영역에 H3K9me3의 수식을 유도하여 헤테로크로마틴(heterochromatin=대개의 경우(단지 항상은 아니다). 세포주기의 사이도 항상 응축된 크로마틴의 형상 또는 종류를 말함)형식으로 중요한 역할을 다하고 있음이 밝혀졌다.
그 후 같은 모양으로 식물 등에서 RNAi경로(経路)가 관련하는 짧은 RNA가 특정한 게놈영역에 DNA메칠화를 유도한다는 것이 나타나 다시 장쇄비코드RNA도 유전자발현. 억제의 양방으로 관여하는 히스톤수식이나 DNA메칠화 등을 유도하는 것이 많이 진핵생물종에서 이미 나타났다.
RNA의 주입으로 변화하는 표현형
8. RNA에 의하여 트라우마가 <유전>하는 Gapp te al.（2020）에서 인용. 일보 개변.
이 점에 관한 놀랄 실험이 스위스의 츄리히대학의 그룹에서 2014년에 발표되었다. 그것은 마우스의 트라우마의 후대에로의 전달기구에 관한 것이다.
===*트라우마( psychological trauma/심적외상）외적내적요인에 의한 육체적 및 정신적인 충격을 받은 때에 오랜 동안 그에 잡히는 상태로 또 부정적인 영향을 가지는 것을 말함. 위키페디아===
출산 직후 2주간 정도의 기간에 어미에게서 몇 번이나 떼어놓는다는 정신적인 쇼크를 받게 되는 마우스는 성체가 된 후에 행동이상을 일으키게 된다. 그것은 본래 어두운 데서 잠기는 성질을 가진 마우스가 밝은 데서 장시간 멎거나 물에 떨어져 헤엄치는 것을 체념하는 등의 이상행동을 나타내는 증상이 있고 생리적인 특징이라도 혈중 글루코스 농도 저하 등의 대사이상이 인정되었다.
이 트라우마를 가진 마우스의 행동이상이나 대사이상은 그 자식에게서도 계속하여 인정되어 아마도 격화하고 있는 경향마저 관찰되었다. 어미 마우스가 획득한 트라우마가 <유전>하고 있는 것일 것이다.
이 트라우마의 <유전>에 관여하는 물질로서 주목되는 것이 RNA였다. 실제 이상이 인정되는 마우스에게서는 뇌세포에서의 70종 넘는 마이크로RNA의 발현에 변화가 생기고 있음이 알려졌다. 그래서 그들은 트라우마 증상을 나타내는 새끼세대의 마우스의 정자에서 RNA를 추출하여 정상인 마우스끼리의 교배에서 얻어진 수정란에 주입한다는 실험을 행하였다.
그러면 태어나는 손자세대의 마우스도 트라우마 고유의 이상행동을 나타내게 되었다. 이 손자마우스는 유전적 곧 부유하는 DNA자체는 완전히 정상 마우스의 것이다. 그럼에도 불구하고 적어도 트라우마 증상 이라는 형질은 조입된 RNA에서 <유전>하고 있는 것이다.
DNA가 유전자라는 것은 그것을 주입하면 형질이 변화하는 형질전환물질이라는 것이 나타났기 때문이지만 이 실험은 RNA의 주입에 의하여 자손형질이 변화하여 그것이 다시 <유정>한다는 것이 나타났다. 이러한 Rna는 <유전자>가 아닐 것인가?
여기까지 소개해온 것을 다소의 큰 보자기를 펼치면서 이야기로 한다면 다음과 같은 이야기가 될 것일까.
적어도 우리들 동물은 자기가 경험한 것을 후대에 전하는 수단을 가지고 있다. 그것은 체세포에서 일어난 형질의 변화라도 거기서 분비되는 엑소솜내의 비코드RNA라는 모양으로 생식세포에게로 전할 수가 있다. 생식세포에 지탱된 그러한 비코드RNA의 집단은 정자와 같은 생식세포에 에피제네틱한 변화를 주고 수정을 매개하여 배(胚)의 세포질에 도입되어 발생과정에서 에피제네틱한 정보를 자손의 게놈에 전달하여 형질에 영향을 주는 수도 있다.
이러한 일이 참으로 일어나는가? 그래서 일어났다고 하여도 현재 알려지고 있는 예는 극히 한정된 형질에 대해서뿐이고 그 퍼짐이 어느 정도인지 금후의 연구의 진전을 기다리는 수밖에 없다.
단지 현재 얻어지고 있는 지견만으로도 생식세포가 가진 RNA가 어미에서 새끼에게로 형질을 전하고 그것을 변화시키는 능력을 가지고 있다는 것은 분명하고 보기에 따라서는 유전자로서 기능하고 있다고 생각된다.
과연 핵 내의 DNA만이 아니라 세포질이나 핵에 존재하는 RNA에까지 유전자의 개념은 확장되어야 하는지 이것도 무시할 수 없는 문제로 되어 있다. *
일본어원문="遺伝"するRNAーーエピジェネティクな変化は世代を超えるのか？
출처=https://news.yahoo.co.jp/articles/674f6103cf55d5277c08f3a--
필자=나가야시키 히도시(中屋敷 均)(1963년-)
후쿠오카현 출생. 1987년 교토대학농학부농림생물학과 졸업. 농학박사. 현재 고베대학대학원농학연구과 교수(세포기능구조학). 저서 『생명의 가라구리(生命のからくり)』（講談社現代新書）、『바이러스는 살아있다(ウイルスは生きている)』（同／2016年講談社科学出版賞受賞）がある。