人生の終わりにおけるテロメアコード：寿命の限界はどこにあるのでしょうか？

制作：中国科学普及協会

著者: Cheng Yiqing、Zhang Peng (中国科学院合肥物理科学研究所高磁場科学センター)

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：生命科学の最新の謎を解くために、中国科学普及の最先端技術プロジェクトは「生命の新知識」と題する一連の記事を立ち上げ、独自の視点から生命現象を解釈し、生物学の謎を明らかにしました。人生の世界を探求し、無限の可能性を探求しましょう。

歴史の記録によると、秦の始皇帝は不老不死を達成するために不老不死の薬を探すために何度も錬金術師を海外に派遣した。漢の武帝は不老不死の追求において何度も騙されたが、それでも不老不死に執着し続けた...中国文明の数千年の歴史を通じて、不老不死への限りない憧れと熱狂的な追求が常に存在していたことは容易に理解できる。

皇帝であれ、将軍であれ、一般の民であれ、彼らは皆、永遠の命を得る方法を切望しています。それだけでなく、世の中に伝わる様々な神話や伝説、大衆に披露される様々な映画やテレビ番組、さらには「長生きする」「南山のように長生きする」といった人生における素朴で温かい祝福も、すべて人類の「長寿」への限りない憧れを反映しています。

誕生、老化、病気、そして死は人間の本質である

（写真提供：veerフォトギャラリー）

しかし、物語の結末を知っている人なら誰でも、不死を追求する者は結局は死の運命から逃れられないことを知っています。その結果、人々は、生老病死が自然に起こる客観的な法則であることを徐々に受け入れ、不老不死という不合理な考えは非現実的な妄想に過ぎないことに気付きました。

細胞分裂の限界：人間の寿命の終わり

時代の発展と科学技術の進歩により、人類は科学的な観点から世界を再観察し、考察するようになりました。科学者たちは生命の内なる世界を外側から内側へと探究し始め、徐々に生命の謎を解明していきました。実際、老化であれ、死であれ、こうした生命現象の「自然な発生」は追跡することができます。

1960年代に、ヘイフリックなどの科学者は、正常な人間の胚細胞が分裂できる回数には上限があることを発見しました。一定回数の分裂を経ると、細胞は分裂を停止し、人間の生命は終わります。この理論に基づくと、人間の寿命の限界は約120〜150年です。

では、なぜ細胞は分裂を停止するのでしょうか?人間の寿命を制限するものは一体何でしょうか?

生命の時計 - テロメア

染色体が遺伝情報の重要な運搬体であることは誰もが知っています。細胞分裂のたびに遺伝情報を娘細胞に正確に渡すことができます。それぞれの種が独自の個性を保ちながら世代から世代へと受け継がれるのは、まさにその存在があってこそであり、その結果「種を蒔けば刈り取る」という原則が実現し、自然界のすべての生物が秩序正しく繁栄できるのです。したがって、染色体が生命にとって重要であることは自明です。

テロメア

（写真提供：veerフォトギャラリー）

テロメアは、細胞内の染色体の末端にある DNA とタンパク質でできた小さな構造です。染色体の末端をキャップのように覆って保護します。テロメアは染色体の完全性を保護するだけでなく、人間の細胞の分裂周期も制御します。

現代の分子生物学研究では、細胞分裂には染色体の複製が伴い、染色体の複製には末端の一部（テロメア）の喪失が伴うことがわかっています。したがって、細胞分裂の回数が増えるにつれて、テロメアはどんどん短くなり、短くなりすぎて細胞が正常に分裂できなくなり、細胞はもはや再生できずに死んでしまいます。そのため、現在科学界では、テロメアの長さが細胞の老化と死のプロセスを示し、それによって人間の寿命が決まるというのが主流の見解となっています。

老化のプロセス

（写真提供：veerフォトギャラリー）

つまり、外傷や病気がない限り、テロメアは徐々に短くなり、人体は死ぬまで老化し続けるのです。研究によれば、個人の場合、テロメアが長い人の方が長生きすることが分かっています。極端に短いテロメアの長さは、造血器悪性腫瘍、心血管疾患、消化器および呼吸器疾患、薬物などによる死亡と密接に関係しています。興味深いことに、一部の科学者は男性と女性の T リンパ球を比較し、テロメアの平均長さに性差があることを発見しました。女性のテロメアは男性よりも長く、平均して男性よりも 8 歳「若い」のです。

2つの方法による男性と女性のT細胞の平均テロメア長の比較

（画像出典：参考文献[4]）

さらに、テロメアの長さに影響を与える先天的な要因に加えて、後天的な環境もテロメアの長さに影響を与える可能性があります。例えば、一部の科学者は心理的ストレスもテロメアに損傷を与える可能性があることを発見しました。人生に対して前向きで良い姿勢を維持することも、健康と長寿にとって非常に重要であることがわかります。では、テロメアは延長できるのでしょうか?

心理的ストレスによるテロメア損傷

（画像出典：参考文献[2]）

テロメラーゼは長寿の鍵か？

実際、2009年にはすでに数人のアメリカ人科学者がテロメアを発見し、テロメアの延長を触媒する体内の物質、テロメラーゼの存在も発見しました。テロメラーゼは、自身の RNA をテンプレートとして使用し、逆転写プロセスを通じて染色体の末端の DNA を延長する RNA タンパク質複合体です。

ヒトテロメラーゼの触媒コアローブ（青）とヒストン（ピンクと茶色）およびテロメアDNAの複合体

（写真提供：veerフォトギャラリー）

理論的には、テロメラーゼの存在により、細胞分裂によって引き起こされるテロメアの損失を補うことができ、細胞が無限に分裂できるようになります。しかし、正常な体細胞におけるテロメラーゼ活性は非常に低く、つまり、テロメラーゼがテロメアを延長する速度は、テロメアが消費される速度よりもはるかに低いのです。このため、人体にはテロメラーゼが存在しますが、通常の体細胞におけるテロメア短縮の一般的な傾向を防ぐことはできず、細胞を不死化することはできません。

通常の体細胞におけるテロメラーゼ活性は非常に低いですが、胚細胞や生殖細胞など、テロメラーゼ活性が非常に高い特殊な細胞も存在します。これらの細胞内のテロメア DNA は、細胞分裂の回数が増えても短くならず、無限に増殖する能力を持っています。

では、何らかの方法で通常の体細胞のテロメラーゼ活性を活性化して、人間の不死を達成することは可能でしょうか?

人生の選択：不死か死か？

実際、人体の中にはテロメラーゼ活性が突然増加し、無制限の細胞増殖を達成する体細胞が存在します。これが癌細胞です。そうです、人間を怖がらせる癌細胞は不死なのです。そのため、通常の体細胞におけるテロメラーゼの働きが活性化すると、細胞は無限に分裂し、さらに癌細胞へと発達していきます。制御不能に増殖した癌細胞は、最終的に腫瘍に成長します。その結果、細胞は不死になりますが、人は死にます。

テロメアを持つ染色体

（写真提供：veerフォトギャラリー）

この観点から見ると、テロメラーゼの活性はヒトの体細胞では制限されており、細胞分裂のたびにテロメアが短くなることで、腫瘍形成を制限し、癌細胞を芽のうちに殺す自然なメカニズムを提供しているようです。

これは、人体のさまざまな動作メカニズムが極めて洗練されていることを示しています。テロメアの正常な短縮は、人間の健康を維持する上で非常に重要な部分です。細胞の寿命と人体の寿命を制限することの間で必要なバランスを実現し、がんの発生を防ぎ、寿命の制限も設定します。

現時点では、将来的に不死が達成されるかどうかはまだ不明ですが、確かなのは、科学者たちが生命の真実を探求するために懸命に研究を重ねてきたということです。科学者が人体とテロメア短縮のメカニズムについてより深い研究を行い、医療技術が発展し続けるにつれて、人間の平均寿命は徐々に延びるでしょう。

参考文献:

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