Transcript 冒険好き 遺伝子 - オミックス基盤研究領域

2008年8月5日
創造性の育成塾
生命の暗号
理化学研究所 オミックス基盤研究領域
林崎 良英
独立行政法人
理化学研究所
日本で唯一の自然科学の総合研究所として、物理学、工学、化学、生物学、医科
学などにおよぶ広い分野で研究を進めています。
1927年 理化学興業(株)を創設
1958年 特殊法人理化学研究所発足
2003年 独立行政法人理化学研究所発足
理化学研究所
ノーベル賞受賞者
湯川秀樹 （1907～1981年）
理論物理学者
野依 良治（1938年～）
化学者
1935年（昭和10）、「原子核のなかで、それを構成して
いる陽子と中性子をたがいに結び付けている力を中間
子という素粒子の媒介によって生ずるものとして説明す
る理論、いわゆる中間子理論」を発表しました。この業
績により、1949年ノーベル物理学賞を受賞しました。
オレフィンの不斉水素化などに配位子として用いられる
BINAP を開発。また、カルボニル化合物をキラル選択
的にアルコールへと変換できる金属錯体触媒（BINAPジアミンルテニウム(II) 触媒）を開発。この触媒は、医
薬品、農薬、香料などを造る際に、鍵となる不斉合成
反応に広く利用されています。2001年ノーベル化学賞
を受賞しました。
朝永振一郎 （1906～1979年）
理論物理学者
利根川 進 （1939年～）
生物学者
1943年量子論と相対論を完全に両立させることを説明し
た「超多時間理論」を発表。1948年には、この発想から出
発した「くり込み理論」を発表。この理論は、量子電磁気
学の発展に大いに貢献し、1965年ノーベル物理学賞を
受賞しました。
高等動物の免疫反応で多様な抗体がつくられる仕組
みを遺伝子レベルで解明した功績により、1987年に
ノーベル医学生理学賞を受賞しました。
私たちの体を構成する『細胞』
赤血球
ニューロン
心筋細胞
白血球
表皮細胞
血管内皮細胞
脳
心臓
肝細胞
血管
真皮細胞
皮膚
肝臓
私たちの体を構成する『細胞』
私たちのからだは、約60兆個のいろいろな種類の細胞からできています。
一般的な細胞の模式図
遺伝を担う物質DNA
遺伝情報を親から子供に伝える物質がある
遺伝を担う物質DNA
約60兆個のいろいろな種類の
細胞からできています。
染色体
一つの細胞の核の中には、
46本の染色体があります。
細胞
染色体は長いひも状の
DNAが折りたたまれたものです。
DNAはA、T、G、Cの4つの暗号
（塩基という分子）が並んだ物質です
DNA
取り出したDNA
一つのヒト細胞の中にある染色体DNAの長さは
約1.8m
ヒトの全細胞の全DNAをほどいてつなげると月
と地球の間を 3,000 往復分の長さになる
遺伝子とは、DNAとは
遺伝子が変化すると何が起こるか
ＤＮＡはとても細くてとても長い
• ヒトＤＮＡの幅20Å（オングストローム)、長さ2m
– 細胞の大きさは、一般的に10‐30μｍ(動物細胞)
＊１Å＝１０の－８乗ｃｍ
• 髪の毛にたとえると
– 幅；0.08mm
– 長さ；80km
• 東京ー大阪間（ 514Km）に引き伸ばしてみる。
– 道幅は0.5mm
– 細胞は5m
30億個の文字量
英和大辞典
英和大辞典
英和辞典の1文字を
DNAの１塩基に
置き換えると…
高さ16m に
積み重ねられる
↓
5階建てマンション
の高さくらい
親から子供に伝わるDNA
体を構成する約60兆個の細胞は、1つの「受精卵」が分裂してできたものです
母
卵子
受精卵
父
精子
一つの受精卵が分裂して約60兆個の細胞になります。
そのときにDNAも一緒にコピーされます。
CDに音楽をコピーするように、
まったく同じDNAがコピーされていきます。
DNAの役割
DNA
転写
RNA
設計図
今日は詳しく説
明しませんが、
DNAに似た物質
です。
U A A G G C A
コピー
翻訳
ニン
アラ
ロイ
シン アルギニ
ン
チロ
シン
タミン
グル
タンパク質
リジ ン
グル
グル
タミン
タミン
イソ
シン
ロイ
ン
オニ
セリン メチ
部品
いろいろなタンパク質
血液
筋肉
肝臓
ヘモグロビン
胃
消化酵素
ペプシン
ミオシン
牛乳
カゼインなど
アルブミン
大根など
消化酵素
ジアスターゼ
タンパク質の化学構造
タンパク質は20種類のアミノ酸が長くつながった物質です。
アラニン ロイシン
アルギニン
アミノ酸が長くつながっている
リジン
チロシン
グルタミン
グルタミン
グルタミン
セリン
イソ
ロイシン
メチオニン
DNAからタンパク質への暗号情報の変換
4種類の塩基
DNA
CGA GCGA T A GA T CGCT A G
転写
4種類の塩基
RNA
GC UCGCUA UC UA GC GA UC
翻訳
20種類のアミノ酸
タンパク質
アラニン
アルギニン
チロシン
ロイシン
アラニン
アミノ酸がたくさん並んでタンパク質になる
イソロイシン
DNAの遺伝暗号がRNAの暗号に写し取られる
DNA
酵素
G
C
T
A
A
C
U
G
T
A
C
G
A
G
G
G
G
C
U
C
C
C
T
A
C
G
T
A
RNA
AGCT
UCGA
C
A
A
C
G
U
U G
T
U
C
G
T
U
A
情報から物質へ
DNAからRNAへの転写
RNA
長いゲノムDNAの中で必要な部分だけが
まずはRNAに写し取られる。
DNA
使われるRNAが違う
血液、肝臓、筋肉などはどれも細胞からできている。同じDNAがコピーされるのに
組織によって異なるタンパク質ができるのはなぜ？
•模式的に一つのRNAだけを示している
が、実際には複数のRNAのがセットに
なっている。
血液
タンパク質
RNA
セントラルドグマ
ヘモグロビン
DNA
筋肉
タンパク質
DNA
タンパク質
ミオシン
RNA
肝臓
RNA
タンパク質
アルブミン
RNA（cDNA）
RNAの情報がタンパク質に翻訳される
UUU
フェニルアラニン
UUC
暗号解読表
C
UAC
セリン
チロシン
UGU
システイン
UGC
UUA
UCA
UAA
終止
UGA
終止
UCG
UAG
終止
UGG
トリプトファン
CCU
CAU
CCC
CAC
ロイシン
CUC
プロリン
CUA
CCA
CUG
CCG
CAG
AUU
ACU
AAU
ACC
メチオニン（開始）
ACG
AAG
GUU
GCU
GAU
GUC
GCC
GAC
AUA
ACA
AUG
バリン
GUA
GCA
GUG
トレオニン
アラニン
GCG
セリン
セリン
ヒスチジン
CAA
イソロイシン
AUC
メチオニン
UAU
UCC
UUG
CUU
3つの塩基が1つの
アミノ酸を指定する
UCU
グルタミン
アスパラギン
AAC
AAA
リジン
アスパラギン酸
GAA
グルタミン酸
GAG
グルタミン
CGU
CGC
アルギニン
CGA
CGG
AGU
セリン
AGC
AGA
アルギニン
AGG
GGU
GGC
グリシン
GGA
GGG
セリン
リボゾーム
非翻訳領域
U
A
C
U
C
G
A
G
G
G
U
C
U
C
A
A
U
G
A
G
C
U
C
C
C A
RNA
G
A
G
U
U G
A
G
U
アセトアルデヒド分解酵素の遺伝子
agagagagag
tcgtcctcac
tccagtgcct
agcggggacg
tccgcttcca
ggaaacagca
ttcggggggt
attttgcccg
tcctcgctcg
agggcctctg
gtcccctctg
atgcgcggac
aggttcagca
cccatcacgc
acaaagctcc
gatgctgcat
ctggaccctc
catgtggctg
aaccgtgcag
tttgatgaag
gcctatgaga
aggcacccgg
tcccacacca
gccgcagccg
cgtgcaagta
ttactgcgct
gcagcagagg
tcggccggcg
ggatggctcg
tctcccgctg
cccccgccgc
cgctgcgcag
tgttgccagg
ctgcagcagc
cctcagtcca
tcattaatgg
ccggcaagac
gtacagggga
agggtgatgc
tagctgctgc
ggccatggcc
ggtcccgtat
どこが違うかな？
cagccattac
agagagagag
acaacctcca
tcgtcctcac
cttctgctgc
tccagtgcct
caggaggata
agcggggacg
gcgccgcggc
tccgcttcca
ggttcttcga
ggaaacagca
ggcgcaataa
ttcggggggt
gagggccgcg
attttgcccg
cctcttggcc
tcctcgctcg
gccacccgct
agggcctctg
gccagatggg
gtcccctctg
cgtccttcag
atgcgcggac
agtagaggag
aggttcagca
agtgaactat
cccatcacgc
caactttgtt
acaaagctcc
cttcccaact
gatgctgcat
ggtgattgct
ctggaccctc
agaggacatt
catgtggctg
ccgcaaggct
aaccgtgcag
gaagatgact
tttgatgaag
cctactgcgg
gcctatgaga
aggcacccgg
tcccacacca
gccacagccg
cgtgcaagta
ttactgcgct
gcagcagagg
tcggccggcg
ggatggctcg
tctcccgctg
cccccgccgc
cgctgcgcag
tgttgccagg
ctgcagcagc
cctcagtcca
tcattaatgg
ccggcaagac
gtacagggga
agggtgatgc
tagctgctgc
ggccatggcc
ggtcccgtat
cagccattac
acaacctcca
cttctgctgc
caggaggata
gcgccgcggc
ggttcttcga
ggcgcaataa
gagggccgcg
cctcttggcc
gccacccgct
gccagatggg
cgtccttcag
agtagaggag
agtgaactat
caactttgtt
cttcccaact
ggtgattgct
agaggacatt
ccgcaaggct
gaagatgact
cctactgcgg
アセトアルデヒド分解酵素の遺伝子
agagagagag
tcgtcctcac
tccagtgcct
agcggggacg
tccgcttcca
ggaaacagca
ttcggggggt
attttgcccg
tcctcgctcg
agggcctctg
gtcccctctg
atgcgcggac
aggttcagca
cccatcacgc
acaaagctcc
gatgctgcat
ctggaccctc
catgtggctg
aaccgtgcag
tttgatgaag
gcctatgaga
aggcacccgg
tcccacacca
gccgcagccg
cgtgcaagta
ttactgcgct
gcagcagagg
tcggccggcg
ggatggctcg
tctcccgctg
cccccgccgc
cgctgcgcag
tgttgccagg
ctgcagcagc
cctcagtcca
tcattaatgg
ccggcaagac
gtacagggga
agggtgatgc
tagctgctgc
ggccatggcc
ggtcccgtat
一文字だけの違いでした！
cagccattac
agagagagag
acaacctcca
tcgtcctcac
cttctgctgc
tccagtgcct
caggaggata
agcggggacg
gcgccgcggc
tccgcttcca
ggttcttcga
ggaaacagca
ggcgcaataa
ttcggggggt
gagggccgcg
attttgcccg
cctcttggcc
tcctcgctcg
gccacccgct
agggcctctg
gccagatggg
gtcccctctg
cgtccttcag
atgcgcggac
agtagaggag
aggttcagca
agtgaactat
cccatcacgc
caactttgtt
acaaagctcc
cttcccaact
gatgctgcat
ggtgattgct
ctggaccctc
agaggacatt
catgtggctg
ccgcaaggct
aaccgtgcag
gaagatgact
tttgatgaag
cctactgcgg
gcctatgaga
aggcacccgg
tcccacacca
gccacagccg
cgtgcaagta
ttactgcgct
gcagcagagg
tcggccggcg
ggatggctcg
tctcccgctg
cccccgccgc
cgctgcgcag
tgttgccagg
ctgcagcagc
cctcagtcca
tcattaatgg
ccggcaagac
gtacagggga
agggtgatgc
tagctgctgc
ggccatggcc
ggtcccgtat
cagccattac
acaacctcca
cttctgctgc
caggaggata
gcgccgcggc
ggttcttcga
ggcgcaataa
gagggccgcg
cctcttggcc
gccacccgct
gccagatggg
cgtccttcag
agtagaggag
agtgaactat
caactttgtt
cttcccaact
ggtgattgct
agaggacatt
ccgcaaggct
gaagatgact
cctactgcgg
遺伝形質の例 酒酔い体質
アルコール
有毒
無害
アセトアルデヒド
酢酸
アセトアルデヒド
分解酵素
たんぱく質
このタンパク質の働きが
「弱い」人と「強い」人がいます。
お酒を分解する酵素の遺伝子が違うと…
アルコール
分解酵素
エタノール（お酒）
有毒
アセトアルデヒド
アセトアルデヒド
分解酵素
水
TCAサイクル
+
二酸化炭素
+
エネルギー
無害
酢酸（お酢）
お酒を分解する酵素の遺伝子が違うと…
酵素の働き
アセトアルデヒド
分解酵素
有毒
無害
アセトアルデヒド
…gccgcagccg…
このように遺伝子の1文字だけが違うことを
アセトアルデヒド
SNP（一塩基多型；Single
Nucleotide
分解酵素の
polymorphism) といいます。
働きが普通
グルタミン
遺伝子の一文字に
違いがあると
酢酸
暗号の意味する
アミノ酸が
変わってしまう
…gccacagccg…
リシン
アセトアルデヒド
分解酵素
の構造が変わる
アセトアルデヒド
分解酵素の
働きが弱い
悪酔い
DNA暗号の個人差はどのくらい？
100箇所に
一個の違い
有馬先生
チンパンジー
1000箇所に
一個の違い
1000箇所に
一個の違い
わたし
１000箇所に
一個の違い
利根川先生
人種の差によるDNA暗号の差は、
日本人同士よりも大きく、
300箇所に1個程度違う
SNP (一塩基多型)
例えば、体の大きさ、肥満度（食欲・吸収率・代謝率）もSNPで決まっている
マウス
Nature, 372, 425-432, 1994
ob遺伝子産物レプチンが発見された
ob/obマウスでは105番目のコドンに塩基置換
ヒト
Nature, 387, 903-908, 1997
レプチン遺伝子の異常（133番目のコドンで塩基が欠失）が
肥満小児に始めて見つかった
遺伝子とは、DNAとは
遺伝子が変化すると何が起こるか
脱毛
毛色変異
毛色変異
色素沈着
理研ゲノム科学総合研究センター若菜博士のご好意により掲載
遺伝子とは、DNAとは
遺伝子が変化すると何が起こるか
白内障
尾の変形
エナメル質変異
ヒトの多指症
多指症
理研ゲノム科学総合研究センター若菜博士のご好意により掲載
冒険好き遺伝子
びっくり遺伝子
コーヒー好き遺伝子
アル中遺伝子
落ち込み遺伝子
スケベ遺伝子
ギャンブル好き遺伝子
乱暴者遺伝子
冒険好き
遺伝子
1996年に、ドーパミンD4受容体遺伝子に変異があると、衝動的・興奮しやすい・無
茶をするといった性質になりやすいことを発見。興奮を生じさせる神経伝達物質
（ドーパミン）の感受性が高いためだと考えられている。
ギャンブル好き
遺伝子
ギャンブル時の快感もドーパミンが支配しておりギャンブル中毒者にはドーパミン
D2受容体遺伝子の変異が見られる。この遺伝子があるとギャンブル時の快感が
増幅される。
コーヒー好き
遺伝子
カフェインを分解スピードが速い酵素を作る遺伝子で、その遺伝子を持つ人は、
飲むコーヒーの量も比例して多いことが分かった。
乱暴者
遺伝子
1993年に発見されたMAOA遺伝子。この遺伝子の調節領域に変異があると、
MAOAという蛋白質の合成量が変わるために、ノルアドレナリンやセロトニンといっ
た神経伝達物質の代謝異常を起こし、衝動的・暴力的行動を誘発する。
びっくり
遺伝子
脳の細胞膜のグリシン受容体遺伝子に変異があると興奮の伝達が正常にいかず、
びっくりの程度が大きくなる。
落ち込み遺伝子
セロトニントランスポーター（5-HTT）遺伝子のプロモーター領域の遺伝子。5-HTT
に違いがあると脳内のセロトニンの伝達がうまくいかず、気分が憂鬱になったりす
る。
スケベ遺伝子
バソプレッシンの受容体遺伝子。この遺伝子を持つオスマウスは、持たないオス
よりも、メスに興味を持つ。浮気がちになりやすい。
長生き
遺伝子
100歳以上の人たちのミトコンドリアに見られる遺伝子。長寿に関係あるのではと
考えられている。
もちろん、性格のように複雑な要素は1つの遺伝子だけで決まるわけではありません
テーラーメイド医療
（それぞれの人にぴったり合った医療）の実現を目指して
SNP（single nucleotide polymorphism；一塩基多型)情報の活用
体質に合った処方
効き方の違い（感受性の高低)
アレルギーが出るかどうかの判断
予防医学
がん感受性
成人病のなりやすさ
アルコール中毒のなりやすさ
など
がん治療への応用
転移するかどうかの判断
悪性度の診断（化学療法、放射線療法）
DNAの役割
ひとつを示すことば
DNA
Gene
Transcript
Genome
Genomics
Transcriptome
Transcriptomics
FANTOM
（マウスRNAプロジェクト）
翻訳
タンパク質
全部を調べる学問
ヒトゲノムプロジェクトなど
転写
RNA
全部を示すことば
Protein
Proteome
Proteomics
ゲノムとトランスクリプトーム
ゲノムとは
その生物の遺伝子の総和
2003年4月
ヒトゲノムの解読完了
トランスクリプトームとは
その生物のトランスクリプト＝RNAの総和
2002年12月
マウストランスクリプトームの充実
その後の展開は？
ほとんどのライフサイエンスの研究スタイルが変わった。
FANTOMプロジェクトの大発見
1. 従来、ゲノムの情報は、約2％程度しか
利用されていないと考えられていた。し
かし、FANTOMの解析の結果、70％以
上がRNAにコピーされていることがわ
かった。
タンパク質
の設計図
にならない
RNA
タンパク質
の設計図
になる
RNA
2. これらの半分以上(53％）は、タンパク質
の設計図にはならないRNAだった！
RNA
3. タンパク質の設計図にならないRNAは、
RNAそのものとして別の重要な働きをし
ていることがわかってきた。
DNA
最近の技術の進歩
１．個人の遺伝暗号を全部読みとることが可
能になりつつあります。1995年には、ヒトひ
とりの全DNA暗号を読み取るには8年以上
かかるといわれていました。それが、今では
一週間。2010年には、8分になるといわれ
ています。
２．体質にぴったり合った薬や治療を受けるた
めに遺伝情報（一部）を手軽に調べる方法
を開発しました（SMAP法）
DNAシーケンシング技術の急速な進歩
シーケンシング速度の進歩
解析対象の変化
Pac Bio
千億
短い鎖長のDNAを高速で解読
Helicos
百億
1
日
の
解
析
量
（
塩
基
）
／
台
Solexa
SOLiD
十億
454
一億
■ 第3世代シーケンシング技術（Helicosなど）
一分子のＤＮＡを解読できる
■ 第4世代シーケンシング技術（PacBio, VisiGenなど）
千万
一分子のDNAをシーケンシングできる
ABI3730
百万
■ 第2世代シーケンサー（454、Solexa, SOLiDなど）
極めて長鎖長の解読が可能
ABI3700
1万倍
十万
■ 第5世代シーケンシング技術（nanoporeなど）
ABI377
一万
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
年
化学修飾することなくＤＮＡをそのまま解読
① 新しい修飾塩基の発見
② Epigeneticsのゲノムワイド直接検出
2010年には、約8分でヒトゲノムが解読できると予想されている。
③ 新RNA機能（修飾塩基）
自分の遺伝暗号が全部読みとれると…
AGCTAG
ATTACG
CGCAAT
TACCGC
個人の遺伝情報をあらかじめ知ることにより、予防医学的対策が可能になります。
たとえば、大腸がんにかかりやすい遺伝子を持っている人は、若いうちから毎年検査
をすることにより、早期発見することが可能になります。
新世代シーケンサーを用いた研究
■ 1000人ゲノム計画（ゲノム研究第2段階）
•
世界の人種から１０００人のゲノム（全遺伝情報）を３年間で解析する計画を発表。
•
解析する塩基は計６兆個で、過去２５年間に公開された数の６０倍。
•
一人ひとりの遺伝情報の違いを詳細に調べるのが目的。
•
米国： 国立ヒトゲノム研究所（National Human Genome Research Institute）
英国： サンガー研究所（The Wellcome Trust Sanger Institute）
中国： 北京ゲノム研究所（Beijing Genomics Institute）
■ 国際がんゲノムプロジェクト
ガンのゲノムを徹底的に解読する国際プロジェクト
■ 感染症の同定
例えば、オーストラリアで共通のドナーから臓器移植を受けた3人が死亡した事
実を受け、患者の組織から次世代シーケンサーを用いて1ヶ月足らずで新規ウィ
ルス（アレナウイルスの一種) を同定した。
39
遺伝情報の取り出し方
1. 全ゲノムの情報を解読する技術
2. 「ポイント・オブ・ケア」の技術
速い
SMAP
速さ
SMAPなどの
迅速SNP検出技術
私たちは、「SMAP（Smart Amplification
Process) 法」という技術を開発しました。
診断に必要なDNAの情報だけを、血液1滴から
30分以内に調べることができる技術です。
実際の医療現場で必要なのは『速さ』と『簡便さ』
従来のSNP検出法
遅い
診断に有用な座位
全ゲノム情報を解読
診断とは関係のない座位
検出する座位数
SMAP法のいろいろな可能性
Point of
Care
外来診察時の
処方薬決定
術中診断
診察中に体質に合った薬を選択できる
診断結果に基づく術式決定
感染症対策
国際線の機内で簡単に病原菌を
検出できる。水際での感染症蔓
延を防ぐことが可能。
24
Convenience Store
手軽な
食品検査
水産物の管理
大規模災害時の個人同定
個人診断キット
国民が自らの健康情報・遺伝情報を知り
健康維持に役立てることができるシステムの構築
セキュリティーの問題
情報のセキュリティー
サンプルのセキュリティー
遺伝情報は個人のものであるが、家族や将来の子孫の情報も一部含むも
のである。個人の遺伝情報の漏洩は極めて広い範囲にダメージを与える。
知らずにいる権利
ごく少量の血液などから容易に全ゲノム解析ができてしまう。
毛髪などこれまでには考えられなかったレベルでの対策が必要
1,000ドルゲノム技術では、必ずしもその人の益にならない情報（治
療法のない病気など）も抽出されてしまう。
Y.Hayashizaki
シーケンシング技術の驚異的な発達
1990
全世界のシーケンサーをすべて使って、99.99%精度のヒトゲノム全長ドラフトシーケンスに4000年
1993
全世界のシーケンサーをすべて使って、ヒトゲノム99.99%精度のゲノム全長ドラフトシーケンスに400年
1995
国際コンソーシアムのシーケンサーをすべて使って、ヒトゲノム99.99%精度のゲノム全長ドラフトシーケンスに
8年、4000億円
2003
１つの大規模ゲノムセンターのシーケンサーを使って、ヒトゲノム99.99%精度のゲノムドラフト全長シーケンスに
1ヶ月、40億円
2010
予想
ひとつのシーケンスDeviceを使って、ヒトゲノム99.99%精度のゲノム全長シーケンス（SNP；標準シーケンスは
すでに出ている）に数時間、10万円台
2010
予想
の上方
修正
ひとつのシーケンスDeviceを使って、ヒトゲノム99.99%精度のゲノム全長シーケンス（SNP；標準シーケンスは
すでに出ている）に8分、10万円台
Y.Hayashizaki
自然科学のすばらしさと重要性
科学技術の驚異的な発達
環境の急激な変化
①地球温暖化：エネルギー問題・CO2地球温暖化問題は、人類が抱える最大
の問題
②中国などBRICの台頭、
③自然科学は益々重要性が増す
（エネルギー問題・CO2地球温暖化問題は、人類が抱える最大の問題）
⇒科学技術が唯一の解決を与える可能性がある。
⇒自然科学（理科）から離れないで！
不思議だなと思う気持ちと、それが理解できたときの喜び
Y.Hayashizaki
21世紀を生き抜く
環境の急激な変化は、著しい。
静止していては、環境の急激な変化に取り残さ
れる。
個人の考え方、生き方を周囲の変化に合わせ
て変えていくことがもっとも重要。
国全体の考え方、あり方を周囲の変化に合わ
せて変えていくことがもっとも重要。
Y.Hayashizaki
個人の全ゲノム解読に際して考慮すべき問題
遺伝情報は個人のものであるが、家族や将来の子孫の情報も一部含むもので
ある。個人の遺伝情報の漏洩は極めて広い範囲にダメージを与える。
個人の全ゲノム解読に際して考慮すべき問題
知らずにいる権利
1,000ドルゲノム技術では、必ずしもその人の益にならない情報（治療法のない病気など）
も抽出されてしまう。一方、SNPタイピングでは、目的の情報だけを抽出することができる。
個人の全ゲノム解読に際して考慮すべき問題
遺伝情報の漏洩は
身近なところから
現在の技術では、わずか40個程度の細胞から全ゲノムが解読できる。つまり、毛根、
ごく少量の血液などから容易に全ゲノム解析ができてしまうが、私たちはそのような「バ
イオサンプル」を、日常生活で意識せずばら撒いている。これらのサンプルから、個人
の全遺伝情報が盗まれる可能性がある。これまでとはまったく異なる対策が必要であ
る。
簡単に遺伝子のタイプを調べる方法
私たちは、「SMAP法」という技術を開発しました。
診断に必要なDNAの情報だけを、血液1滴から30分以内に調べることができる技術です。
技術1：非対称なプライマーセット
技術2：ミスマッチ結合タンパク質
非対称な形の複数のプライマーを設計
することにより、不要な増幅を効率的に
抑制します。
一塩基の違いを正確に認識して、DNA合成
酵素の働きを阻害する酵素を加えることによ
り、不要な増幅を抑制し、SNP診断の精度を
完璧なまで向上させています。
正確に診断するための技術
技術3：強力なDNA合成酵素
強力なDNA合成能力を持ち、余分な成分
の影響を受けにくいDNA合成酵素を開発
することにより、サンプルを精製する必要
がなくなりました。
迅速な診断を可能にする技術
SMAP法の活用例
肺がん治療薬「イレッサ」の安全な使用のために、
すでに、横浜や川崎の病院で使われ始めています。
上皮性増殖
因子受容体
（EGFR）
細胞外
細胞膜
細胞内
DN配列
W型
イレッサ
効かない
イレッサ
DN配列
イレッサ
M型
重篤な副作用
「間質性肺炎」
イレッサ
よく効く
DNAのタイプをSMAP法で調べて、イレッサがよく効く体質の人にだけ処方する。
オメプラゾールという胃潰瘍の薬があります。
この薬を分解する酵素（CYP2C9)のDNA配列の一部が違うと…
なぜでしょう？
SNPと体質
壁細胞
胃
水素イオン
ポンプ
水素イオン
ポンプ
H+は酸です。
H+
H+
H+
H+
水素イオンポンプ
H+
H+
胃潰瘍
H+
H+
水素イオンポンプ
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Yoshihide Hayashizaki
オメプラゾール
H+
H+
オメプラゾール
H+
H+
H+
水素イオンポンプ
H+
胃潰瘍
H+
H+
H+
水素イオンポンプ
H+
H+
オメプラゾール
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Yoshihide Hayashizaki
オメプラゾールが効かない！
薬剤代謝活性が高くなるSNP
チトクロームP450
CYP2C19
オメプラゾールの投与量を3倍にする
オメプラゾール
H+
H+
水素イオンポンプ
H+
H+
胃潰瘍
H+
オメプラゾール
H+
H+
水素イオンポンプ
オメプラゾール
H+
H+
H+
H+
H+
オメプラゾール
H+
Yoshihide Hayashizaki
薬剤代謝活性がなくなるSNP
チトクロームP450
CYP2C19
オメプラゾール
オメプラゾール
H+
オメプラゾール
水素イオンポンプ
H+
H+
H+
オメプラゾール
H+
H+
副作用
水素イオンポンプ
オメプラゾール
H+
H+
H+
H+
オメプラゾール
オメプラゾール
オメプラゾール
H+
オメプラゾール
オメプラゾール
Yoshihide Hayashizaki