ここから本文です

自閉症スペクトラムの発症には「ジャンクDNA」の突然変異が影響していた

6/20(木) 8:11配信

WIRED.jp

自閉症スペクトラム障害には、非常に幅広い症状がある。例えば、社会的行動や対人コミュニケーションの難しさ、学習障害、反復行動、強いこだわり、刺激に対する過敏な感覚。これらの効果的な治療方法を確立するために、これまでさまざまな研究機関が自閉症関連の遺伝子の特定を試みてきたが、その症状の幅広さのために候補遺伝子は数百にも上る。

腸内微生物の移植が、自閉症スペクトラムの症状を軽減する

また、神経発達障害のひとつである自閉症スペクトラムは、一卵性双生児の一致率の高さ、そして遺伝子の共有率が高いほど発症率が高いことから、遺伝的要因が強いことが明らかになっている。例えば両親の同じ兄弟は、母親だけが同じ兄弟、または父親だけが同じ兄弟と比べると、発症率が高くなる傾向にある。このことから現在、自閉症は多くの遺伝的な要因が複雑に絡み合って発症するものだと思われている。

一方で、自閉症患者は90年代から増加の傾向にあり、遺伝だけでは説明できないのも事実である。多くの遺伝子を共有しているにもかかわらず、家族のメンバーのなかで単発的に自閉症を発症するケースも多くあるのだ。少なくともこのような孤発性自閉症の原因のひとつは、「ジャンクDNA」のなかに秘められている遺伝子発現調節機能の突然変異にあるのかもしれない。

このほどプリンストン大学の研究チームが、「ジャンク」または「ガラクタ」と呼ばれていた膨大なゲノムのなかに、自閉症スペクトラム障害に関連するとみられる突然変異を発見した。途方もない量のゲノムから自閉症の機能的影響を解読することを可能にしたのは、人工知能(AI)の一種であるディープラーニングだ。この手法によって、自閉症に限らずすべての疾患において「非コードDNA」の突然変異による影響を予測・検出するフレームワークとなり得る可能性があるという。

遺伝子の発現量をコントロールする「非コードDNA」

「遺伝子」とは、われわれの体を設計するための「タンパク質に翻訳される情報」が記録されている場所である。「ゲノム」は遺伝子よりも幅広く、タンパク質の情報のみならず生物を設計するすべての情報が記されている。

以前の自閉症研究の多くは、タンパク質を合成する遺伝子のみの変異を特定することに焦点が当てられていたため、既知のヒト遺伝子20,000個と、それらの遺伝子をコントロールする周辺領域に絞って分析されていた。その膨大な情報量でさえヒトゲノム32億の塩基配列のなかの1~2パーセントほどである。これらの遺伝子が突然変異を起こすと、うまく機能しない変異タンパク質をつくり出す。

その一方で、タンパク質に翻訳されることのない残り98パーセント以上のゲノムは、どんな機能があるのか全貌が明らかにされていない。これらは、かつて「ジャンク」と呼ばれていたものだ。

ところが近年、この膨大な「非コードDNA」には重要な発現調整機能があることが明らかになってきた。これらの領域にあるゲノムが突然変異を起こすと、遺伝子の発現調節機能を混乱させる。それらは遺伝子のつくり出すタンパク質自体に変異を起こすわけではないが、いつ、どのくらいつくり出すのかといった制御機能に影響を及ぼすという。

研究チームは、1,790人の自閉症の子どもたちと、“正常”と診断された家族の全ゲノムをディープラーニングにより分析した。なお、この調査では遺伝的な要素を除外するために、当事者以外は自閉症の罹患歴のない家族グループが選ばれた。つまり遺伝性のない孤発性自閉症スペクトラム障害は、膨大な「非コードDNA」のなかにある何らかの突然変異によるものかを突き止めるためだ。

1/3ページ

最終更新:6/20(木) 8:11
WIRED.jp

記事提供社からのご案内(外部サイト)

『WIRED Vol.33』

コンデナスト・ジャパン

2019年6月13日発売

1,200円(税込み)

『WIRED』日本版VOL.33「MIRROR WORLD - #デジタルツインへようこそ」来るべき第三のグローバルプラットフォームを総力特集

こんな記事も読まれています

あなたにおすすめの記事