クローンの基礎をまとめました。
質問の前にもご一読ください。
クローンとは何か(文/最相葉月)
植物の挿し木もクローン、一卵性双生児のような受精卵が分割したものもクローンと呼びますが、ご質問のクローンの意味はおそらく羊ドリーやクローンベビーのような体細胞クローン動物のことですね。
体細胞クローンが初めてつくられたのは1962年、アフリカツメガエルです。これはオタマジャクシの小腸の上皮細胞からとりだされた核(遺伝情報が含まれる)を核を除いた未受精卵に移植してつくったクローン胚を育てたところ成長させることができました。
その後、哺乳類の体細胞クローンは不可能だともいわれていたのですが、その常識を打ち破ったのが1996年に誕生したクローン羊ドリーです(発表は翌年)。ドリーは、乳中に人間の病気の治療に有効な薬の成分を出す動物をつくったり、移植用臓器や疾患モデルとなる動物をつくることなど、医療を目的としてつくられました。ドリーが生まれた方法を簡単に説明すると、羊の乳腺細胞の核を低血清濃度の飢餓状態で培養し、これを核を除いた未受精卵に移植してクローン胚をつくり、これを代理母羊の子宮に戻したところ誕生したものです。このため、遺伝情報の大半は乳腺細胞の持ち主であるドナーとなった羊のものなので、姿かたちはドナーに似ていますが、あくまでも別の羊です。ドリーの場合はとくに遺伝的にも忠実なコピーではありません。移植した先の未受精卵は、核を除去しているものの、除去していない細胞質に母親から子に受け継がれていくミトコンドリアDNAが含まれているからです。ドナーとレシピエントとなった未受精卵の持ち主が別だった場合は、遺伝情報がミックスされているわけですから、遺伝的にも本人の忠実な複製ではないのです。ミトコンドリアDNAは生命のエネルギー源になるATP(アデノシン三リン酸)をつくるという重要な役割を担っていますし、この故障による遺伝病は母親から子どもへ伝わります。また、進化を探るための重要な遺伝子といわれていて、現代人のルーツ「イブ仮説」でも話題になりました。
ところで、もし体細胞を提供したドナーと未受精卵の持ち主が同じだったらどうでしょうか。100パーセントのクローンなのでしょうか。遺伝的には同一なので、姿かたちはそっくりでしょうが、ドナーとなった体細胞の核にある遺伝情報は成長の過程でさまざまな突然変異を起こしていますので、その遺伝子の働きについては生殖細胞とまったく同一とはいえません。遺伝子時計が本当にゼロリセットされているのかどうかはまだ不明なのです。
クローン胚の大半は途中で死んでしまいますし、その原因が遺伝子の突然変異によるものである可能性も指摘されています。かろうじて妊娠に至ったものでも、胎児のあいだに死亡したり、出産直後に臓器奇形によって死亡したりといったケースが大半でした。ドリーの場合は277個のクローン胚からたった1個が生まれたわけですが、その後成功率は上がっているものの、まだ誕生にいたる確率は大変低く危険性も高いといえます。
生物は雌雄の遺伝子が混ざり合うことによって進化してきました。挿し木によって増える植物でも、雌雄の受精を経た実から育てるほうが強いように、通常は単為生殖を行う下等生物でも、生命の存続の危機に瀕した場合には接合や自家生殖(オートガミー)などの有性生殖を行って、遺伝情報の作り替えを行うことが知られています。受精によって新しい遺伝子構造をもつことで、予測できない新しい環境に対応できる可能性は高くなるといわれています。
また、同じ遺伝子でも、それが母親由来か父親由来かによって現れてくる結果が異なっていて、遺伝的な病気の解明に大変重要な鍵となっています。このように、親の性が遺伝子に刻印される現象をゲノム・インプリンティングと呼んでいます。
――参考資料――
イアン・ウィルマット、キース・キャンベル、コリン・タッジ『第二の創造』(牧野俊一訳・岩波書店)
今井裕『クローン動物はいかに創られるのか』(岩波科学ライブラリー)
青野由利・渡辺勉『3日でわかる遺伝子』(ダイヤモンド社)
黒谷明美『絵でわかる細胞の世界』(講談社)
copyright: Hazuki Saisho, Life Science Infomation Net, 2002