たった45文字のRNA分子が「自己複製コア」として動くと判明――自己複製の起源に迫る (2/3)

6兆回のガチャで「自己複製コア」を見つけ出した

偶然にまかせて複製コアのような配列はできるのか？

その答えを得るために、研究者たちはまず「ガチャの箱」を用意しました。

具体的には20文字・30文字・40文字のランダムなRNA配列を、あわせておよそ約6兆通り用意しました。

そしてそれぞれのランダムなRNAに小さな断片を接近させ「その相手を伸ばせるか？」というテストを行いました。

何の意味を持たないRNAの鎖ならば、隣に小さなRNAが来ても何の反応も示しません。

しかしそのRNAが隣にやってきた小さなRNAに反応してその相手を伸ばすような反応を示したのならば、そのRNAには素質アリと判断します。

RNAはAUGCの4種類の塩基が連なるだけの鎖ですが、繋がり方が奇跡的に何らかの効果を持つものになり、その効果がごくまれに「材料を拾って近くにいるRNA鎖を伸ばす」という結果になる場合があったのです。

そんな奇跡はまず起きませんが、研究では奇跡を必然にする「兆」レベルの候補を集めました。

人間で言えば、ランダムに集めた100人程度の中にノーベル賞級の天才を期待するのは難しいですが、6兆人集めれば、ノーベル賞級の天才が含まれるのは必然となります。

（※あえてソーシャルゲームに例えるならば、自己複製コアのようなとんでもないレアでも「兆」の単位でガチャを回せば必ず当たるのと同じです。ちなみにMRC LMBの研究費の多くは国の財布から出ています。）

研究では、隣にやってきた相手の鎖を伸ばしたRNAを特定し、他のRNAは捨ててしまいます。

そして特定されたRNAを増やして、また新しい相手の鎖を近づけさせ、同じように「伸ばせたものだけを残す」という作業を何度もくり返していきました。

この試験管内進化（試験管の中で進化のような選抜をする手法）を続けるうちに、いくつかの有望なコピー役RNAが生き残り、そのうちの一つが「QT51」という51文字のRNAコピー酵素でした。

そこからさらに、不要そうな足や飾りを少しずつ削り落としていき、「必要最低限のコアだけ」に絞り込んだ結果、それでもほぼ同じ働きを保ったままの45文字版「QT45」が生まれました。

研究ではこのQT45をシャーベット状の塩氷の中に入れて、そこに、コピーしたい様々なRNAとRNA材料（三つ組ヌクレオチド）を一緒に入れてみました。

するとQT45は、その鋳型となるRNAを読み取りながら、新しいRNA鎖を作成できる様子がわかりました。

しかも単純な鎖だけでなく、ヘアピン状に（くるっと）折りたたまれた構造をもつRNAや、「ハンマーヘッドリボザイム」と呼ばれる別の酵素RNAも、少ないながら作り出せることが確かめられました。

そしてクライマックスが、このQT45自身をめぐる実験です。

研究者たちは、RNA材料と一緒にQT45自身（またはQT45の鋳型となる相補鎖）を入れた場合に何が起こるかを、それぞれ調べました。

つまりRNA材料とQT45自身（＋鎖）、そしてQT45の相補鎖（−鎖）という最低限度の状態で、新しいQT45を作れるかどうかを確かめたのです。

すると、72日反応させると、収率は約0.2％、つまり1000本に2本ほどというレベルですが、「自分自身」と「相補鎖」という、自己複製に必要な2つのコピーを作成することに成功したのです。

また相補鎖を作る際の正確さは94%となっていました。

これらの結果は、QT45は条件がそろえば、自分とは異なる配列のRNAを作れるだけでなく、自分自身も作れる「自分をコピーできるコピー機」のような存在であることを示しています。