テロメアとテロメラーゼ

　ヒトをはじめとした真核生物のＤＮＡは直線状二本鎖ＤＮＡとして23本の染色体に分かれて収納されている．おのおのの染色体においてＤＮＡは２つの端を持つが，このＤＮＡの先端領域はテロメア(telomere)と呼ばれる．テロメアにおけるＤＮＡ鎖の両端は特別な塩基配列(脊椎動物ではAGGGTT,原生動物のテトラヒメナではＧＧＧＧＴＴ)から構成される．ヒトのテロメアではこの配列が数千kb，テトラヒメナや酵母のテロメアでは数百kbにわたって反復する．

　テロメアがこのような奇妙な反復配列を持つ理由は次のように考えられている．まず, DNA複製はラギング鎖においてＲＮＡプライマーが合成され，そのｙ末端からＤＮＡが合成されることを思い起こしてみよう. RNAプライマーはその後，より上流からＤＮＡ合成を進行させてきた酵素複合体によって消化されてＤＮＡに置換され，複製は完了する．しかし，テロメアの最先端になると，もはや上流からは酵素複合体はやってこないから, RNAプライマー領域はDNAに置換されることなく，複製されないまま遺伝情報としては失われてしまう．すなわち，細胞分裂のためＤＮＡ複製反応が１回行われるたびにＲＮＡプライマー分だけテロメア領域は末端から短くなっていく．この意味でテロメアはＤＮＡ複製回数を測るカウンターの役割を果す.もちろん，テロメアがあまりに短くなってしまうとＤＮＡ複製は進まなくなってしまう．哺乳動物の初代培養細胞は一般に培養を数十世代繰り返すと突然ＤＮＡ複製が進まなくなって増殖しなくなる．これが細胞の老化現象の主な特徴の１つであるが，この原因をテロメアの短小化によって説明するモデルが説得力をもって受け入れられている．

　ところで細胞にはテロメアの一方的な短小化に拮抗して，テロメアを仲長させることのできるテロメラーゼ(telomerase)と呼ばれるＫＮＡ複合タンパク質が存在する．通常の細胞はごく弱いテロメラーゼ活性しか示さないが，多くのがん細胞では強いテロメラーゼ活性が見いたされている．がん細胞は老化しない不死化された細胞で，とめどなく増殖を続けてゆけるという特異な能力を持っている．その原因の１つが強いテロメラーゼ活性に由来し，短くなったテロメアを伸長していつまでも増殖できるような能力を細胞に与えていると考え，この活性を阻害することで有用な抗がん剤を間発しようという試みもなされている．