【生物】遺伝性疾患「鎌状赤血球貧血」とその遺伝子治療

2023年9月20日2023年11月10日医学,授業の先の研究を知る,生物学,生物学(共通テスト),学問の一覧

鎌状赤血球貧血症
貧血を引き起こす有名な遺伝性疾患の一つです。
高校生物では、遺伝子の変異によって起こる病気として出題されます。

今回はその「鎌状赤血球貧血」、更には近年注目の遺伝子治療についてです。

1. 鎌状赤血球貧血症
2. 原因
3. 鎌状赤血球貧血症の自然選択的意義
4. 鎌状赤血球貧血症の治療

鎌状赤血球貧血症

通常、中央が凹んだ円盤状の形である赤血球。
しかし、この鎌状赤血球貧血症では、患者の赤血球は右の写真のように、鎌状になります。
この結果として、赤血球の酸素運搬能力が低下し、患者は重い貧血症となります。

原因

赤血球の酸素運搬能力を司るのは、ヘモグロビンです。

ヘモグロビン
・赤血球に含まれるタンパク質
・酸素濃度が高く、二酸化炭素濃度が低い場所で酸素と結合
・酸素と結合すると酸素ヘモグロビン(HbO₂)になる
・酸素ヘモグロビンは、酸素濃度が低く、二酸化炭素濃度が高い場所で酸素を離す

問題となるのは、このヘモグロビンのβ鎖。
その末端から6番目のアミノ酸は通常、グルタミン酸です。

DNAの塩基配列では、CTC。
mRNAのコドンで言うと、GAGとなります。

しかし、鎌状赤血球貧血症の患者では、このDNAの塩基配列がCAC。
TがAに置換してしまっており、
mRNAのコドンは、GUG。

指定されるアミノ酸は、グルタミン酸ではなく、バリンとなってしまいます。

これが、鎌状赤血球貧血症の原因です。

鎌状赤血球貧血症の自然選択的意義

鎌状赤血球貧血症は重度の貧血症を引き起こします。
言い換えれば、生存に不利な形質であり変異。

自然選択説に従えば、この形質は淘汰されていくはずです。

しかし、アフリカなどの一部地域ではこの鎌状赤血球遺伝子を持つ人が多く見られます。

これはなぜなのか。

その仮説の一つに、鎌状赤血球はある場合において生存に有利に働くというものがあります。
それは、マラリアの流行地域。

マラリア
・マラリア原虫による感染症
・ハマダラカが媒介する
・マラリア原虫は赤血球に寄生
・ある程度まで成長すると、赤血球を破壊し血中に出て、また他の赤血球に寄生する
・感染した赤血球は毛細血管壁にくっつき血流を阻害、多臓器不全などの原因に
・2021年には、619,000人がマラリアで死亡したと推定(厚労省検疫所)

しかし、鎌状赤血球遺伝子保持者は、このマラリアを発症しにくい(マラリア原虫が感染しにくい)のです。

このため、鎌状赤血球遺伝子が自然選択されているのではないかと考えられています。