テロメア

ヒトのテロメアは、6個のヌクレオチド(TTAGGG)の繰り返し配列であり、初期には約10kbp程度の長さである。つまり、TTAGGGが約1,600個以上並ぶ構造をしている。

DNAであるので、基本的には大部分が二本鎖であるが、3'末端側は数十塩基が一本鎖で突出しているとされる。

なお、TTAGGGという配列は3'末端側であり、対する5'末端側はAATCCCである。

細胞分裂の際のRNAプライマー部分はDNAに置換されないため、分裂ごとに5'末端側のテロメアが短縮する。

その後、複製の鋳型となった親DNAも含め、5'末端が修正され、もってDNA複製後は親DNAも子DNAも、テロメア部分が短縮する。

この理論は1972(昭和47)年には報告され知られていたが、実際に複製ごとに約50〜150塩基対(以下塩基対をbpとする)程度のテロメア短縮が判明したのは1989(平成元)年になってからである。

そして、テロメアの長さが約5kbp程度(繰り返し構造が800個程度)にまで短くなると、細胞は分裂寿命を迎え、細胞分裂を停止する。これをM1期という。

正常細胞においては、テロメアの二本鎖にはTRF1と呼ばれる蛋白質が結合しており、テロメアの延長を抑制している。

このためテロメアが伸ばされることはなく、M1期を迎えた細胞のDNAは徐々に不安定となり、やがて細胞は安定を保つことができなくなり、アポトーシスを起こす。これをM2期という。

テロメアが細胞の寿命を決める証拠として挙げられているのが、がん細胞である。

がん細胞、骨髄細胞、精巣細胞には、テロメア修復酵素「テロメラーゼ」が存在し、細胞分裂によって短くなったテロメアを長くすることができる。このため細胞はM1期やM2期を迎えることなく、つまり死ななくなり、無限に細胞分裂を繰り返すことができると考えられている。

このため次世代抗がん剤の研究においては、がん細胞内のテロメラーゼを阻害するような化合物を作る研究がされている。