遺伝子工学の事で質問です．

質問

初めまして．
生物は全くやっていないようなものなのですが，最近のiPS細胞などといったトピックスを見ているうちに将来は遺伝子工学をやってみたいなあと思い始めた高校生です。
過去の質問回答集を見ても上手く検索できなかったので改めてここで質問させていただきます．

よくマウスの細胞に遺伝子を導入して，，，というフレーズを見ますが
(1)そこで言う遺伝子ってマウスの遺伝子ですか？それともヒトの遺伝子ですか？
(2)もし異種の生物の遺伝子だった場合，それはちゃんとタンパク質になるのですか？
(3)導入される方の細胞にも同じような遺伝子が存在する場合，改めて同じような遺伝子を導入する意味って何ですか？

「将来は遺伝子工学」って言ってる割には初歩的な質問かもしれませんが，どうぞよろしくお願いします．

回答No.7

owata-www

＞これは，倫理委員会（？）を通す必要の有無ですか
そうですね、基本的には　あと、組織レベルの反応を見たい場合、組織だけを扱うのではなく個体が必要になる場合がほとんどです（例えば肺とかだけを持ってきてもどうしようもないですし）。ですから、ヒトの場合は厳しくなります

お礼

ありがとうございました。
これを機に勉強がんばって将来夢のある仕事につけるよう，精進いたします．

回答No.6

owata-www

＞細胞だけをいじる時はどうなんでしょう？
細胞だけだったらほぼやらないと思います、しかし組織レベルになった瞬間に厳しくなります。

＞その不活化させる機構は新しく導入された遺伝子対して作用しないのですか？
詳しく説明すると難しい話になってしまいますが…、不活化する可能性ももちろんあります。しかし、不活化しない時もあるので、ある程度の傾向を見ることが出来ます。

＞＞遺伝子配列、アミノ酸配列が似ていると同じ機能を持つと考えられます。
とありますが、どのくらい似てればいいのですか．
これは、遺伝子によって様々ですが、今では相同性が高い遺伝子を割り出すソフトがあるのでそれで検索します。しかし、実際にどれがあたりであるか決定的な決め手になるものはありません。

お礼

ありがとうございました。
非常にわかりやすいお答えで，だいぶ納得できました．

ただ、
＞細胞だけだったらほぼやらないと思います、しかし組織レベルになった瞬間に厳しくなります。
これは，倫理委員会（？）を通す必要の有無、ですか。そこだけがちょっとわかりませんでした．

回答No.5

dolphino

他種生物間の遺伝子導入について。

大雑把な説明ですが、ある遺伝子の機能を予想する時に、遺伝子配列、アミノ酸配列が似ていると同じ機能を持つと考えられます。
ヒトとマウスでよく似ているのにどうも大事そうな部分がちょっと欠けている遺伝子がヒトにあったとき、その遺伝子を欠損したマウスに対してヒトの遺伝子を入れてやってマウスの性質が野生型に戻るかどうか。野生型に戻るとその機能に重要な部分は別の部分だと考えられます。

マウスとヒトのような近縁ではなく、ヒトと細菌で同じ機能を持っていると他の実験から予想されるが、遺伝子配列に似ているところはない、という場合に細菌でその遺伝子を欠損させ、代わりにヒトの遺伝子を導入して、性質が戻るかどうか、という実験も実際にあります。

お礼

ありがとうございます。
なるほど。よくわかってきました。
確かにその遺伝子の機能を見る時は、鍵と鍵穴の関係みたいに、欠けているものを足してやる事で解決できそうですね！
ただ、それだと
(3)導入される方の細胞にも同じような遺伝子が存在する場合，改めて同じような遺伝子を導入する
については当てはまらないような気がして来たのですが，，，

混乱してきました．
すみません，おばかで．
ちなみに
＞遺伝子配列、アミノ酸配列が似ていると同じ機能を持つと考えられます。
とありますが、どのくらい似てればいいのですか．

回答No.4

owata-www

基本的に＃１～＃３の方の説明で充分すぎだと思いますが…

（１）について
よくやられているのは、仰るとおりヒト遺伝子をマウスに導入する研究です（他の種もあり）
＃３さんのお答えにもありますが、細胞ではなく個体での変化、を見たいときはヒトに導入するわけにはいきません（人体実験ですから）ですから、マウスなどに導入することになります。マウスで効果が確認されれば、ヒトでも同様の機能を持っている可能性が高いと考えられるわけです。

あるいは、ブタにヒトの臓器の遺伝子を導入して、臓器移植用の臓器を得ようという実験もあります（うまくいっていないようですが）

ヒト以外の種の場合、わざわざ他の種に導入するケースは少ないと思います。なぜなら、もし効果が確認できなかったとしても、それがその遺伝子に原因があるのか、他の種で行ったことが原因なのかわかりにくいからです。

（３）
補足ですが、細胞中のすべての遺伝子が発現しているわけではありません。導入される細胞の遺伝子が不活化されている場合、その遺伝子を導入することで発現させるという意味合いもあります。

お礼

ありがとうございます。
どんどん自分が頭が良くなってくるような錯覚を覚えます（笑）．

ただちょっと引っかかったのは、
＞細胞ではなく個体での変化、を見たいときはヒトに導入するわけにはいきません（人体実験ですから）ですから
というフレーズです．
私が質問のなかで「よくマウスの細胞に遺伝子を導入して，，，というフレーズを見ますが」と言っているように、細胞だけをいじる時はどうなんでしょう？やはり，それも倫理問題？にひっかかるのでしょうか。

それからもうひとつ、
＞導入される細胞の遺伝子が不活化されている場合、その遺伝子を導入することで発現させるという意味
とありますが、どういった機構で細胞の遺伝子が不活化されているのかわかりませんが，その不活化させる機構は新しく導入された遺伝子対して作用しないのですか？

お手数をおかけして申し訳ありません．

回答No.3

otx

研究活動では、目的があってそれを他人に納得してもらえるように
証明するために実験を行います。

そのことを立証するに妥当な実験系であるかを考えるので、

＞マウスにヒトの遺伝子を導入して意味があると思われる研究、
あるいは違う種の遺伝子を導入しても意味が無いと思われる研究の例

これは目的を探すことになるので、思いつくのが難しいです。

正しいかどうかわからない（実験する意味があるかどうかわからない）ということを無視して、次のような目的であれば成り立つかもしれない
ということでよければ、

単純に、
ヒトのA遺伝子の機能が知りたい
↓
でもヒトで実験するわけにはいかない
↓
マウスで実験するか
ということでしたら意味があるかもしれません。

ですが、
カエルの卵をおおっている寒天みたいなものを作るのに関与しているかもしれない遺伝子があり、本当にそうか調べたい
↓
その遺伝子をマウスに導入して解析した

とか言われたら、これには意味が無いと思います。

他の人の方ががもっといい回答を出してくれるかもしれません。

お礼

ありがあとうございます。
更に目の前の霧が晴れたような気がしてきました．

ヒトのA遺伝子の機能が知りたい
↓
でもヒトの細胞で実験するわけにはいかない
↓
マウスの細胞で実験するか

という流れですね．

回答No.2

otx

訂正です。

(gain of function 機能獲得型)
(loss of function　機能欠失型)

日本語訳が逆になってました。

回答No.1

otx

（１）目的によります。
基本的は興味としては、ある遺伝子を導入したらどうなるかを見たいわけです。
その目的と相談して実験しますので、マウスにヒトの遺伝子を導入して意味があると研究者が思えば導入するでしょうし、
マウスにヒトという違う種の遺伝子を導入しても意味が無いと思うのであれば導入しないです。

（２）なる場合もあれば、ならない（作られにくい）場合もあります。
もともと、タンパク質にきちんと翻訳するような形で導入するので、なります。
生物（ウイルスなど特殊な場合を除く）の遺伝子はすべてDNAで
タンパク質への翻訳のされ方は同じですので。
ただ、生物の体の中は完全にコントロールすることができないことがあるので、タンパク質になるように作った遺伝子を導入しても、
タンパク質にならない（作られにくい）場合もあります。
（３）その遺伝子を過剰に発現させることでどのような変化があるのか観察できます。
例えば、調べたい遺伝子を導入したらマウスが巨大化したというのであれば、
その遺伝子は体を大きくすることに関与するということがおおざっぱにですが分かります。(gain of function 機能欠失型)

また、遺伝子を導入する技術は、何もタンパク質を発現させることがだけを行っているわけでなく、
特定の遺伝子を発現しないようにする遺伝子操作も行います。
その場合、その遺伝子がなくなったらどうなるかという実験になります。
(loss of function　機能獲得型)

お礼

ありがとうございます！
あなたのおかげでますます興味がわいてきました．

(2)、(3)に対するお答えは朧げながらなるほどなーと感じました．

貴方が専門家という事で、づうづうしいのですが、(1)について、更に質問させてください。
マウスにヒトの遺伝子を導入して意味があると思われる研究、あるいは違う種の遺伝子を導入しても意味が無いと思われる研究の例を教えていただければ助かります．

よろしくお願いいたします．