「生命の書」の解読から23年を経て、人類はついに老化の謎を解くことができるのでしょうか？

科学者たちは長い間、老化のメカニズムとプロセスに対する科学的説明を見つけたいと願いながら、人類の進化の謎を研究してきました。 2001年2月12日、中国、米国、英国、フランス、ドイツ、日本の6カ国の科学者が共同で参加した国際ヒトゲノムコンソーシアムは、ヒトゲノム地図と予備的な解析結果を発表しました。

生命科学分野におけるこの画期的な成果は、まだ「概略」に過ぎないが、ヒトゲノムのユークロマチンの遺伝暗号を解読するための重要な基礎を築き、また、ゲノミクス、遺伝学、バイオインフォマティクスなどの関連分野や産業におけるその後のより詳細な研究に必要なデータと参考資料を提供した。それから23年、関連する研究成果が次々と発表されてきましたが、人間のための完璧な「完全な取扱説明書」を作成することが、私たちの「誕生、老い、病、死」の研究にどのように役立つのかという疑問を抱かずにはいられません。人間の老化の謎の解明はどこまで進んでいるのでしょうか?

01 人類の進化の過程における「生」と「死」、遺伝子が最終決定権を持つのか？

有名なイギリスの進化生物学者リチャード・ドーキンスはかつて、生命は遺伝子によって作られた生存機械であり、人間は単に遺伝子の運搬者に過ぎないという見解を表明した。地球の生物進化の数十億年の歴史の中で、人類が地球上の他の種を追い越して食物連鎖の頂点に立つことができたのは、遺伝子選択と無制限の複製によるものです。

遺伝子構造とは、遺伝子のコード配列を指します。コード配列はエクソンと呼ばれ、ポリペプチド鎖として発現される遺伝子の一部です。非コード配列はイントロンと呼ばれ、介在配列 (IVS) とも呼ばれます。デオキシリボ核酸 (DNA) は、生物細胞に含まれる 4 つの生物学的高分子の 1 つです。 DNA は RNA とタンパク質の合成に必要な遺伝情報を運び、生物の発達と正常な機能に不可欠な生物学的高分子です。遺伝子は、生物の遺伝情報を含み、その成長、発達、機能を導く DNA 分子上の特定の配列です。遺伝子はタンパク質をコードすることによって生物を制御および調節し、それによって生物の形態、行動、生存戦略に影響を与えます。生物進化の歴史において、遺伝子選択は自然選択と遺伝的変異という2つの主なメカニズムを通じて達成されます。前者は、環境に適応した生物がより生き残り、繁殖し、それによって有益な遺伝子を次の世代に伝える可能性が高くなるプロセスを指します。後者は、複製プロセス中に遺伝子がランダムに突然変異したり組み換えられたりすることを指し、これにより生物に遺伝的多様性がもたらされ、環境に適応した遺伝子が保存され、受け継がれるようになります。

ヒトゲノムをマッピングするということは、ヒト細胞内のデオキシリボ核酸（DNA）の約30億塩基対を正確に配置して完全な「地図」を作成し、進化の過程でのヒト遺伝子の「誕生」と「死」の謎を明らかにすることです。

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世界の人口データの分析によると、人間の寿命は限られており、老化は避けられない人生のプロセスであることがわかります。人間の身体や他の生物のさまざまな側面は​​、時間の経過とともに変化します。これらの変化には、体力の低下、皮膚のたるみ、視力の低下、記憶喪失などが含まれます。

人間の老化も遺伝子と密接に関係しています。遺伝子の変異や機能的欠陥は老化や早期老化につながる可能性があります。遺伝学と分子生物学技術の発展により、この生命の過程で起こる変化を理解することは、正常な老化と寿命を理解するのに役立ちます。

02 遺伝子と老化の関係は何ですか?

関連はあるが完全には決定されていない

（１）これらの遺伝子と領域は寿命に関連している

ApoE 遺伝子: ApoE はヒトのアポリポタンパク質の 1 つです。アポリポタンパク質はリポタンパク質粒子の成分です。リポタンパク質の合成、分泌、処理、代謝に関与し、血中脂質代謝に重要な役割を果たします。 ApoE 遺伝子によってコードされるタンパク質は、コレステロール代謝と脂質輸送に関連しています。さまざまな ApoE 遺伝子変異は、心血管疾患、アルツハイマー病、その他の疾患のリスクと密接に関連しています。たとえば、一般的な ApoE 対立遺伝子は e2、e3、e4 の 3 つあり、それぞれアポリポタンパク質 E サブタイプ E2、E3、E4 をコードします。 E2 と E4 はどちらも血漿トリグリセリド濃度の上昇と関連しています。リポタンパク質の代謝に重要な役割を果たします。 ApoE E2/E2 遺伝子型を持つ患者は早期血管疾患のリスクが高く、ApoE E4/E4 遺伝子型を持つ患者はアテローム性動脈硬化症にかかりやすいです。 ApoEε4 変異体はアルツハイマー病のリスク増加と関連しています。

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FOXO3 遺伝子: FOXO3 遺伝子によってコードされるタンパク質は、細胞の生存と修復に関係しています。 FOXO3 の長寿変異体は、寿命の延長と抗老化特性に関連しています。研究によると、特定の FOXO3 変異体を持つ人は長生きする可能性が高いことが示唆されています。

TERT 遺伝子: TERT 遺伝子によってコードされる酵素は、細胞分裂と DNA 修復に重要な役割を果たします。 TERT 変異は、一部の癌や心臓病などの慢性疾患のリスクと関連しています。

寿命に関連するその他の領域: 上記の遺伝子に加えて、寿命に関連する他の多くの遺伝子と遺伝子領域が存在します。例えば、IL6RやLEPRなどの遺伝子や領域も寿命と一定の関係があることが研究されており、一般的には慢性疾患や炎症反応のリスクに関連しています。

（２）その他の要因

平均寿命は複雑で多因子的な問題であり、生活環境、ライフスタイル、食生活などのさまざまな要因の組み合わせによっても影響を受けます。

良好な生活環境は人間の生存と健康にとって必要な条件です。人間が損傷し汚染された環境に長期間住むと、さまざまな病気を引き起こし、老化を早め、死に至ることもあります。

必須栄養素の不足などの不健康な食習慣は、正常な細胞や組織の機能をサポートするのに十分な栄養素を体内に摂取することを妨げ、身体機能の低下につながります。過剰なカロリー摂取は体内で酸化ストレスを引き起こし、細胞の損傷や老化につながる可能性があります。

長期の喫煙、アルコール依存症、夜更かし、運動不足などの悪い習慣は、体の老化を早め、呼吸器系、心臓血管系、消化器系の病気を引き起こします。長期にわたるストレスやうつ病は身体や脳にダメージを与え、老化を早める可能性があります。

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03 老化を遅らせる技術はどこまで進歩したか?

バランスの取れた食事を維持し、適度に運動し、ストレスや否定的な感情に適切に対処することが、老化を遅らせる重要な方法として認識されています。最近では、遺伝子治療も新たな治療法として登場しています。科学的研究では、エピジェネティックな変化が老化プロセスにおいて重要な役割を果たしていることが示されており、エピジェネティックな調節因子を標的とした戦略は、老化に伴う衰えを相殺する上で大きな可能性を秘めています。

昨年、国際科学チームT2Tはサイエンス誌に発表した6本の論文の中で、これまでで最も完全なヒトゲノム地図が完成し、20年近くも欠けていた「パズル」のピースが埋まったと述べ、人類ががんなどの病気の克服に一歩近づいたことも意味している。

より完全なセグメント繰り返し情報により、遺伝子型判定が改善されます。

画像出典: T2Tアライアンス

この最新のヒトゲノムマップの完成は、科学界によるヒトゲノムの理解において重要な前進を示すものであり、遺伝子治療やアンチエイジングに関する研究に、より包括的かつ詳細な基盤を提供するものでもあります。ゲノムマップの完全性と正確性は、遺伝子の変異と突然変異が健康と病気に与える影響を明らかにするため、遺伝子と病気の関係を理解する上で非常に重要です。

遺伝子治療は、個人の遺伝子を改変することで病気を治療または予防する方法です。欠陥のある遺伝子を修復または置換し、正常な生理機能を回復するという考え方です。最も完全なヒトゲノムマップは、遺伝子治療のためのより正確で包括的な基本情報を提供し、科学者が病気と遺伝子の関係をより深く理解し、欠陥のある遺伝子を正確に特定して修復することを可能にします。特定の遺伝子変異を標的とすることで、遺伝子治療はいくつかの遺伝性疾患に対してより効果的な治療を提供することが期待されています。

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一方、ゲノム地図の完成は老化を遅らせる研究にとっても重要なサポートとなります。ゲノムマップ内の老化に関連する遺伝子を研究することで、科学者は老化の分子メカニズムをより深く理解し、老化を遅らせるための潜在的なターゲットと治療法を見つけることができます。この画期的な進歩により、研究者はより深く包括的な遺伝情報を得ることができます。

高齢者は心臓病、がん、アルツハイマー病など多くの慢性疾患にかかりやすくなります。より効率的で正確な治療法や戦略が見つかれば、老化によって引き起こされる慢性疾患の治療や発症の遅延に新たな進歩がもたらされるでしょう。しかし、遺伝子治療は複雑かつ高度な生物医学技術であり、依然として多くの課題と限界に直面しており、技術の安全性と有効性にはさらなる検証が必要です。科学者たちは、老化のプロセスを遅らせるための新しい薬、治療法、介入法の研究と開発に懸命に取り組んでいます。科学技術の継続的な進歩と徹底的な研究により、人類は老化を遅らせる効果的な方法を見つけ、寿命を延ばす新たな可能性を提供できると信じています。

著者：

劉有碩、中南大学老化・老年病研究所所長、湘雅第二病院老年科主任、国家一級主任医師

李南南氏は湖南省科学技術協会の二級研究者であり、湖南省科学ライター協会の理事である。

査読者: 陳月飛、研究者、湖南科学ライター協会会員

制作：中国科学普及協会

制作：中国科学技術出版社、中国科学技術出版社（北京）デジタルメディア株式会社