「DNAはお手本を見ながら作る」という生物の大前提が、細菌の中で破られていた――アミノ酸が文字代わりに
「DNAはお手本を見ながら作る」という生物の大前提が、細菌の中で破られていた――アミノ酸が文字代わりに / Credit:Canva
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「DNAはお手本を見ながら作る」という生物の大前提が、細菌の中で破られていた――アミノ酸が文字代わりに (4/4)

2026.04.21 19:30:32 Tuesday

前ページアミノ酸が「文字のフリ」をしてDNAの鋳型になっていた

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なぜ細菌は、こんな変わった仕組みを身につけたのか

なぜ細菌は、こんな変わった仕組みを身につけたのか
なぜ細菌は、こんな変わった仕組みを身につけたのか / Credit:Canva

では、細はいったい何のために、こんな苦労をしてまで「GT・AC」の縞模様ひもを作るのでしょうか。

じつをいうと、この「なぜ」の部分は、まだ完全には解けていません。

ガオ博士自身、正直にそう認めています。

ただ、論文の中で研究者たちは、いくつかの有力な「こうだろう」という仮説を示しています。

いちばん有力視されているのが、「分子スポンジ」仮説です。

ファージが細菌に侵入してくるとき、ファージは自分が増えるために、細菌の中で特定のタンパク質を使います。

そこに、細菌があらかじめ作っておいた「GT・AC」の縞模様ひもが大量にあったらどうなるか。

ファージのタンパク質は、本来の仕事を忘れて、ダミーのひもにくっついて身動きが取れなくなる――そう研究者たちは推測しています。

例えるなら、泥棒が押し入ったときに、本物の金庫の前にニセ金庫を百個並べておくようなもの。

ファージがどれが本物か見分けている間に、時間を稼ぐ戦略です。

もうひとつの仮説は、「自爆スイッチ」のような働きをしているのではないか、という可能性です。

「GT・AC」の繰り返しは、ふつうのDNAとは違う奇妙な形を取りやすく、それが細菌の細胞内で「異常事態発生!」のサインとして認識される可能性があります。

感染した1匹が自ら命を絶つことで、仲間への感染拡大を食い止める――細菌の世界ではおなじみの、集団防衛の発想です。

実際、研究チームがDRT3の攻撃をすり抜けて生き残ったファージを調べたところ、全員が「ST61」という同じ遺伝子に変異を持っていました。

つまりDRT3は、少なくともT1というファージに対しては、ST61というタンパク質を見張っていて、それが現れたときに防衛モードに入る、慎重な見張り番だったのです。

「お手本なしでDNAを作る」という風変わりな技術を進化させるには、想像を絶する時間がかかったはずです。

それでも細菌がこの技を身につけたということは、それだけファージとの戦いが命がけだったことの証拠でもあるのでしょう。

ガオ博士は、こう締めくくっています。

「DRT3は、微生物世界のダークマターを再検討するきっかけと捉えるべきです」。

私たちがまだ知らない、教科書にない仕組みは、細菌の世界にまだまだ眠っているのかもしれません。

CRISPRがそうだったように、今回のDRT3もいつか、人間の技術として花開く日が来るかもしれません。

あなたの足元の土の中、胃の中、台所のスポンジの中にいる、あのちっぽけな細菌たちが、私たちの想像を超える知恵を隠しているのです。

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「DNAはお手本を見ながら作る」という生物の大前提が、細菌の中で破られていた――アミノ酸が文字代わりに (4/4)のコメント

やすおじ

制限酵素やCRISPRやPCRのポリメラーゼやら、本当に細菌はすごい。しかもそれが単細胞なのだ。

ゲスト

「GT・AC」の縞模様ひもを作るだけなら、ncRNAを鋳型にし「GTGTGT…」というひもを紡ぎ出した後、その「GTGTGT…」のひも自体を鋳型にして通常のDNAの複製機構を使って相方となる「ACACAC…」というひもを作った方が既存の機構を使うだけで済み、Drt3bのような新しい仕組みを作らなくても良いのですから、余程手っ取り早く効率的であり、「GT・AC」の縞模様ひもを作るために必要となる進化も簡単に出来ます。

 ですから、「分子スポンジ」仮説にしろ「自爆スイッチ」仮説にしろ、どちらの仮説も細菌が「『GT・AC』の縞模様ひもを作る理由」(の候補)にはなっても、「細菌はいったい何のために、こんな(核酸を鋳型にしないという)苦労をしてまで」という事の理由には全くなっておりません。

ゲスト

既知の方式だと繰り返しの塩基配列のRNAを作る必要があるが、そのような無意味なRNAを作るためには当然型となるRNAが必要になる、けれどもそんなRNAは存在しないので今回の研究のような別方式での作成が必要になるってことだな

    ゲスト

    >当然型となるRNAが必要になる、けれどもそんなRNAは存在しない

    いいえ、記事に

    >ncRNAの中にある短いお手本区間を何度も使い回して、「GTGTGT…」というひもを紡ぎ出す。

    と書かれていますから、型となるRNAは存在していますよ。
     そうして出来た「GTGTGT…」という1本鎖DNA自体を型として、通常のDNA合成の仕組みを使って、「GTGTGT…」の1本鎖DNAにおいてGがある所には対応するCのヌクレオチドを、Tがある所には対応するAのヌクレオチドをそれぞれ結合させていけば

    >相方となる「ACACAC…」というひも

    も作る事が出来ますから、

    >別方式での作成が必要

    とは言えません。既存の方式だけで十分事足ります。
     ですから、何故

    >別方式での作成

    を行うようになっているのかは謎です。

とり

仮に、特定の塩基配列内のAC繰り返し配列をターゲットとして、その部分に結合して転写や複製を阻害することでファージゲノムの転写・複製を防ぐしくみがあるとして、
自己のゲノムDNAをACリピートで囲うことでその影響を受けにくくする?ACリピート自身は鋳型とポリメラーゼではないルートで合成されるので、それ自体の合成は阻害されない?
……なんかダメな仮説な気がする(笑)

ゲスト

Drt3a と Drt3b は、両方とも逆転写酵素である
逆転写酵素は、RNA 依存性 DNA ポリメラーゼの一種である
Drt3a で作られた一本鎖 DNA は、 DNA 依存性 DNA ポリメラーゼによりもう片方が作られて完成するはずだがそうではない
DNA には、向きがあり作る方向も決まっていて、双方が逆向きでないとくっつかない
Drt3b は、Drt3a の逆向きの一本鎖 DNA を別に作っているのではなく
DNA 依存性 DNA ポリメラーゼのように Drt3a から出てくるものに順に取り付けているという感じなのかな?

ゲスト

最近の細菌は凄いね

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