特集記事:COVID-19:ヒトゲノムの書き換え(サンフランシスコ州立大学 生物学教授・前学部長 マイケル・A・ゴールドマン博士著)

特集記事:COVID-19:ヒトゲノムの書き換え(サンフランシスコ州立大学 生物学教授・前学部長 マイケル・A・ゴールドマン博士著)

感染症は、ヒトゲノムを書き換える力を持っている。この100年で最も深刻な問題のひとつは、COVID-19の原因物質であるSARS-CoV-2によるものだ。病気に対する宿主の反応は、個体によって異なる宿主の遺伝的特性によって支配されている部分がある。ある遺伝子型は、他の遺伝子型よりも軽症になる可能性がある。病気の結果の違いは、感染症に対する感受性、自然免疫反応とその初期段階での感染を制御する能力、適応免疫反応とその後期段階での病気を制御する能力、そして病気が引き起こすかもしれない最も深刻な被害のいくつかを占める炎症反応における変動から生じる可能性がある。さらに、個体によって薬物療法によく反応する人とそうでない人がいる一方、ワクチン接種によく反応する人とそうでない人がいる。これらの特性や分子的な相互作用、それらを制御する基礎となる遺伝子はすべて、自然淘汰と進化の対象である。しかし、感染や治療結果の違いは、ワクチンを含む医薬品の入手可能性の違いや、社会経済的な理由に起因する感染リスクを回避するための隔離能力などのライフスタイルの選択によって生じることもある。これらの違いは遺伝学に基づくものではなく、進化的変化や病原体への適応をもたらすものでもない。

人類の進化に非常に強い影響を与えた病気のひとつに、マラリアがある。マラリアは、マラリア原虫をはじめとする様々な種類の寄生虫属によって引き起こされる。マラリアに対する適応のひとつに、赤血球が鎌状になる変異型ヘモグロビン蛋白質をコードする鎌状赤血球対立遺伝子(Hb-S)のヘテロ接合性がある(ホモ接合状態の場合)ことが知られている。ヘテロ接合体の個体はマラリアに感染しにくいが、その代償として、世代を経るごとに鎌状赤血球のホモ接合体が出現し、重度の貧血を呈するようになるのである。 このようなヘテロ接合体の選択的優位性をヘテロ接合体優位性(heterozygous advantage)という。ヘテロ接合体はマラリアに対する抵抗力が強く、また、ホモ接合体では致命的となる鎌状赤血球形質の影響も軽微か影響を受けない。この選択圧の結果、異常に多い疾患対立遺伝子となる。これは、ホモ接合体の場合、ヘモグロビン鎌状赤血球対立遺伝子(Hb-S)と正常ヘモグロビン対立遺伝子(Hb-A)の両方に対して同時に選択が作用するためである。マラリアがなければ、Hb-Sに対する選択により、Hb-Sの頻度は実際に観察されるよりもはるかに低くなるであろう。

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Edited by Michael D. O'Neill

Michael D. O'Neill

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