科学用語の解説基礎

  • RNA

    リボ核酸（ribonucleic acid）の略称。DNAの情報をもとにアミノ酸を結合させてタンパク質を合成する役割や、遺伝子発現制御機能を持つ。近年では、タンパク質を合成しない「ノンコーディングRNA」がさまざまな役割を果たしていることが分かってきています。

    • RNA干渉

      二本鎖RNAと相補的な配列を持つmRNA（メッセンジャーRNA）が特異的に分解される現象。元々、遺伝子発現の抑制機構の一つとして発見されましたが、近年では人工的な二本鎖RNAを使って、遺伝子の発現を阻害する技術が開発され、医学・生物学などにおいて、生命現象や疾患にかかわる遺伝子を解析するために利用されています。また、特定の遺伝子発現のみを効果的に抑制することから、疾患にかかわる遺伝子の機能を抑制する治療薬への応用も期待されています。

      • iPS細胞

        人工多能性幹細胞（iPS細胞：induced pluripotent stem cell）のこと。一度分化した体細胞は分化前に遡れませんが、iPS細胞は体細胞に特定因子（初期化因子）を導入して初期化することで樹立されます。自分自身の細胞からつくられたiPS細胞を分化させて得られる組織は、移植時の拒絶反応が起こらないので再生医療への応用が期待されています。

        • アデニン

          生体内に存在する塩基性の化学物質でプリン塩基のひとつ。DNAを構成する4つのヌクレオチドの塩基のうちのひとつ。核酸の構成成分。

          • アポトーシス

            体をよりよい状態に保つために予めプログラムされた細胞死。細胞や遺伝子は日々傷付き修復されていますが、損傷がひどく修復不能であったり修復が不完全だったりすると異常細胞が生じます。そこで細胞には異常細胞の増殖を止めるために、自らを自殺させることがあります。

            • アミノ酸

              タンパク質を構成する最小の成分。地球上のあらゆる生命はアミノ酸が構成するタンパク質からできています。私たち人間の身体をつくっているアミノ酸は約20種類で、そのうち体内で合成できるアミノ酸は11種類あり、これらを非必須アミノ酸といいます。残りの9種類は体内で合成できないため、食事などで補う必要があります。この体内で合成できないアミノ酸を必須アミノ酸といいます。

              • アルギニン

                タンパク質を構成するアミノ酸の一種で、塩基性アミノ酸。成人においては体内で十分量が合成されますが、幼児は体内での合成が不十分であり、成長を維持するためには食事から積極的に摂取する必要があります。その意味で、幼児期においては必須アミノ酸のひとつにあげられています。

                • ES細胞

                  胚性幹細胞（ES細胞：embryonic stem cell）のこと。受精卵の発生初期(胚盤胞期)段階から取り出した細胞で、あらゆる組織の細胞に分化することができる多能性幹細胞です。

                  • 遺伝

                    生物が持っている性質や形質が、世代を通して子孫へと受け継がれていくこと。

                    • 遺伝子

                      DNAの中に点在する、タンパク質の一次構造(アミノ酸配列)や、非翻訳RNAの構造(塩基配列)を決定する情報を持っている部分を「遺伝子」といいます。体質に違いが生じるのはこの遺伝子のDNA配列がヒトによって少しずつ異なるためです。

                      • 遺伝子多型

                        わたしたちの姿形が千差万別であるように、30億塩基対からなる遺伝暗号も個人間で比較するとかなり多くの部分で異なっています。この遺伝暗号の違いを遺伝子多型と呼んでいますが、遺伝子多型にも置換、挿入・欠失、繰り返し配列の繰り返し回数の違い、コピー数の違いなど、いくつかのタイプがあります。

                        • 遺伝子発現

                          遺伝子が働いてタンパク質がつくられること。遺伝子が働くとそのDNA配列が転写(コピー)されてメッセンジャーRNA(ｍRNA)がつくられます。そしてｍRNAを基にtRNAがアミノ酸を運びリボソームRNAなどと連携してタンパク質がつくられます。タンパク質はアミノ酸がつながってできているものですが、タンパク質は構造タンパク、酵素、受容体等、様々な種類があります。

                          • ウラシル

                            RNA(リボ核酸)を構成している4種類の主な塩基のうちのひとつ。ピリミジン塩基。

                            • エピジェネティクス

                              環境などの後天的な要因によってヒストン修飾やDNAがメチル化されることで、DNAの配列には変化を起こさないで遺伝子の働きをコントロールする生命プログラム。

                              • 塩基

                                糖（リボースまたはデオキシリボース）、リン酸と共に、DNAやRNAの構成単位となるヌクレオチドを構成する物質。DNAではアデニン（A）とグアニン（G)の２種類のプリン塩基とチミン（T)とシトシン（C）の２種類のピリミジン塩基、RNAではチミン（T）の代わりにウラシル（U）が存在しています。DNAの塩基配列が生命の設計図の役割を果たしています。

                                • 炎症

                                  生体の局所に傷などの諸種刺激が加わって起こる病変で、発赤・はれ・発熱などが起こること。生体防御反応の一種。

                                  • オートファジー

                                    細胞が持つタンパク質を分解する仕組みのひとつ。異常なタンパク質の蓄積を防いだり、分解したタンパク質を再利用したりしています。

                                    • 核酸

                                      生物にとって最も重要な基本物質。核酸にはDNA(デオキシリボ核酸)とRNA(リボ核酸)があります。塩基(プリン塩基、及びピリミジン塩基)と糖(デオキシリボース、またはリボース)とリン酸からなる高分子物質で、スイスの生化学者ミーシャーが患者の包帯から膿を集め、白血球の中に含まれる高分子物質を細胞核の中から取り出したのは1869年のこと。その後、サケの白子、ビール酵母、動物の胸腺、その他多くの生物材料からも同様の物質が発見され、核から発見された酸性物質ということから、1889年に核酸と名付けられています。

                                      • 核タンパク質

                                        構造的に核酸と結合しているタンパク質。プロタミンやヒストンなどがあります。

                                        • グアニン

                                          生体内に存在する塩基性の化学物質でプリン塩基のひとつ。核酸の構成成分。

                                          • ゲノム

                                            gene(遺伝子)と集合をあらわす"-ome"を組み合わせた言葉で、生物のもつ遺伝子(遺伝情報)の全体を指す言葉。人間のゲノムはヒトゲノム、稲のゲノムはイネゲノム。

                                            • ゲノム編集

                                              標的とするゲノム配列を自在に変える技術。ゲノム編集技術の発達により、遺伝子を容易に改変することができるようになり、食品の品種改良などに活用されています。また疾患の治療にも役立つとして医療への応用が期待されています。

                                              • 恒常性維持機能

                                                外部環境の変化にかかわらず、生体内部の環境を一定に保とうとする機能。自律神経、ホルモン、免疫などが協力しながら働くと考えられています。

                                                • 酵素

                                                  生体内の化学反応を促進したり、遅くしたりして調整する働きを持つタンパク質。物質を消化する段階から吸収、輸送、代謝、排泄に至るまでのあらゆる過程に関与しています。

                                                  • コドン

                                                    DNA上でアミノ酸を指定する3つで1組の塩基配列。タンパク質はアミノ酸が化学的に結合することによってつくられています。タンパク質を構成するアミノ酸は20種類。アデニン(Ａ)、グアニン(Ｇ)、シトシン(Ｃ)、チミン(t)の4種類しかない塩基が、多様なアミノ酸を指定するためには、GAA、CUGなど、塩基を3つ組み合わせて1組とし、それを1つの情報とすることで可能にしています。コドンは最大で64通りの組み合わせが可能ですが、コドンによって指定されるアミノ酸は20種類です。

                                                    • サルベージ合成

                                                      食事から摂取した核酸や、体内で分解された核酸成分を各細胞で核酸に再合成する経路。

                                                      • システインペプチド

                                                        アミノ酸が3つ連なった化合物(ペプチド)で、グルタミン酸、システイン、グリシンで構成されます。グルタチオンとも呼ばれます。体内では、抗酸化物質として活性酸素などの酸化ストレスから細胞を防御する重要な役割を持ちます。また、肝臓に多く含まれ、そこで体内の異物を解毒する際にも必要です。

                                                        • シトシン

                                                          核酸を構成する5種類の主な塩基のうちのひとつで、ピリミジン塩基。

                                                          • 修復システム

                                                            活性酸素などによって傷つけられたタンパク質やDNAを修復する仕組み。アミノ酸修復酵素やヌクレオチド修復酵素などが修復を試みます。

                                                            • SNP

                                                              個人間の遺伝情報のわずかな違いのことで、1つの塩基が他の塩基に置き換わっているものを一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism）といい、SNP（スニップ）と呼びます。ヒトゲノム中には約1千万ヵ所のSNPがあると考えられています。

                                                              • 生体防御システム

                                                                ウイルスなどの外敵や活性酸素による損傷などに対抗し、生体を正常な状態に保つための防御システム。主に免疫システム、抗酸化(抗炎症)システム、分解系、修復システムが連携して働きます。

                                                                • 染色体

                                                                  DNAがヒストンという塩基性タンパク質に巻き付いてできたクロマチン繊維がさらに折りたたまれてできた構造物。細胞の核内にあり、細胞分裂の際に棒状の構造体として観察され、塩基性色素に濃く染まるところから染色体の名付けられました。ヒトの染色体は、22種類2本ずつからなる常染色体と1組の性染色体(XとY染色体)の23対、計46本からなっています。ちなみに23番染色体は男性はXY、女性はXXの組み合わせです。染色体には、細胞分裂の際にその分裂に重要な動原体や、末端を保護するテロメア配列などの特殊な構造もあります。

                                                                  • セントラルドグマ

                                                                    DNAがもっている遺伝情報は、DNAを鋳型として合成されるメッセンジャーRNA(ｍRNA)に転写され、最終的にタンパク質のアミノ酸配列として現れます。遺伝情報はDNA→ｍRNA→タンパク質という方向へ流れるという概念を、分子生物学のセントラルドグマ(中心原理)といいます。

                                                                    • 代謝

                                                                      吸収された栄養素を、身体に必要な物質に分解(異化作用)したり、合成・加工(同化作用)したりする化学反応。代謝により生成された産物を代謝物という。

                                                                      • 体内動態

                                                                        体内への吸収、分布、代謝、排せつの過程。体内での物質の挙動のこと。

                                                                        • タンパク質

                                                                          タンパク質とはアミノ酸が多数結合した高分子化合物で、筋肉や臓器など体を構成する要素として非常に重要なもの。アミノ酸の組み合わせや種類、量などの違いによって形状や働きが異なり、酵素やホルモン、免疫物質など、さまざまな機能を担っています。

                                                                          • チミン

                                                                            DNA(デオキシリボ核酸)を構成するピリミジン塩基の一種。

                                                                            • DNA

                                                                              DNAは「デオキシリボ核酸　deoxyribonucleic acid」の略称で、生命の設計図の役割を果たす「遺伝子」の正体はこのDNAです。私たちの身体は約37兆個の細胞でできており、ひとつひとつの細胞の核にはDNAが存在しています。DNAはアデニン（A)、チミン（T)、グアニン（G）、シトシン（C)という4種類の塩基に糖、リン酸が結合したヌクレオチドという物質が、様々な配列で長く連なった構造をしており、ヒトのDNAは約30億個の塩基で1セットを構成しています。細胞に含まれるDNAの1セットを「ゲノム」といいます。DNAは2本鎖で、塩基のAとT、CとGが水素結合して対をつくり、はしごがねじれたような二重らせん構造をしています。

                                                                              • デノボ合成

                                                                                アミノ酸、アンモニア、二酸化炭素などを原料として、肝臓(一部は腎臓)で核酸を合成する経路。最短でも10段階以上の酵素反応を用いて合成され、大きなエネルギーが必要です。

                                                                                • 転写

                                                                                  DNA の塩基配列が mRNA(メッセンジャー RNA)の塩基配列に写し取られること。

                                                                                  • 糖化

                                                                                    糖がタンパク質や脂質との間で起こす化学反応。体内の酸化ストレスを高め老化を進行させる要因として近年注目されています。

                                                                                    • トランスファーRNA(tRNA)

                                                                                      たんぱく質合成の際に、アミノ酸を結合してたんぱく質を合成するリボソームへアミノ酸を運ぶ役割を果たすRNA。

                                                                                      • ニュートリゲノミクス

                                                                                        食品や栄養素などが遺伝子発現や体全体に与える影響を研究する学問、手法。

                                                                                        • ヌクレオシド

                                                                                          ヌクレオチドからリン酸がはずれたもの。ヌクレオチド参照。

                                                                                          • ヌクレオチド

                                                                                            DNAやRNAの構成成分。ヌクレオチドは塩基に五炭糖とリン酸が結合したもの。ヌクレオチドからリン酸がはずれたものをヌクレオシドといいます。塩基はアデニン(Ａ)、グアニン(Ｇ)、シトシン(Ｃ)、チミン(T)(RNAの場合、チミンはウラシル(Ｕ)となる)の5種類で、五炭糖がデオキシリボースのものをデオキシリボヌクレオチド、リボースのものをリボヌクレオチドといいます。これらはそれぞれ重合して、デオキシリボヌクレオチドはDNAを、リボヌクレオチドはRNAを形成します。

                                                                                            • ネクローシス

                                                                                              外的な要因によって引き起こされる細胞死のこと。壊死。

                                                                                              • ノンコーディングRNA

                                                                                                非翻訳RNA。タンパク質の一次構造に翻訳される情報を持つメッセンジャーRNA（ｍRNA）以外のRNAの総称。ノンコーディングRNAにはタンパク質の合成に関わるリボソームRNA(rRNA)、トランスファーRNA(tRNA)などがあり、その他、マイクロRNAなどさまざまな生命現象に関与するノンコーディングRNAが発見されています。

                                                                                                • ヒストン

                                                                                                  真核生物のクロマチン(染色体)を構成する核タンパク質。全長2ｍともいわれるDNAはこのヒストンに巻き付いて折りたたまれて細胞の核内に収納されています。

                                                                                                  • ピリミジン塩基

                                                                                                    塩基のうちチミン（T）、シトシン（C）をピリミジン塩基という。六員環が１つだけの構造をしています。

                                                                                                    • プリン塩基

                                                                                                      塩基のうちアデニン（A)、グアニン（G）をプリン塩基という。六員環と五員環の2つからなり、一般的にはプリン体といわれています。プリン塩基をもつヌクレオシドのアデノシンやグアノシンはキサンチンオキシターゼ(ＸＯ)やキサンチンデヒドロゲナーゼ(ＸＤ)という酵素によって尿酸にまで分解されます。

                                                                                                      • プロタミン

                                                                                                        脊椎動物の精子核の中でDNAが巻きついている精子核特有のタンパク質でDNAを保護する役割を担っています。細胞核内では、DNAはタンパク質のヒストンに巻きつき折りたたまれてクロマチン構造をとり、染色体を形成し収納されています。しかし、精子核の中では、精子がつくられていく過程で、ヒストンはプロタミンに置き換えられていきます。

                                                                                                        • 分解系

                                                                                                          活性酸素などによって傷つけられたタンパク質や細胞小器官、細胞などを分解してリサイクルする仕組み。分解系の仕組みはさらにユビキチン－プロテアソーム系、オートファージー、アポトーシスという仕組みに大別されます。

                                                                                                          • 分子栄養学

                                                                                                            食品や栄養素が体内でどのような影響を及ぼすのか、その機能性やメカニズムを分子レベルで明らかにする手法、学問。マルチオミクス解析(トランスクリプトミクス、プロテオミクス、メタボロミクスなどの組み合わせ)、ゲノムワイド相関解析、エピゲノム解析などを用いて食品や栄養素の機能性などを明らかにします。

                                                                                                            • ペプチド

                                                                                                              2個以上のアミノ酸がペプチド結合によって縮合してできた化合物の総称。アミノ酸の数によって、2個ならジペプチド、3個ならトリペプチド、10個程度の少数ならオリゴペプチド、多数ならポリペプチドといいます。

                                                                                                              • ポリアミン

                                                                                                                ヒストンやプロタミンといったDNAを構成する核タンパク質に結合して、その立体構造を保つ働きをする化合物。アミノ酸の一種であるアルギニンから合成される。ヒトの体内には20種類以上のポリアミンが存在しますが、代表的なものはプトレシン、スペルミジン、スペルミンの3種類。細胞増殖の際に不可欠なことから細胞増殖必須因子と呼ばれます。

                                                                                                                • 翻訳

                                                                                                                  DNAからコピー（転写）されたメッセンジャーRNA（mRNA） の塩基配列に基づいて、トランスファーRNAやリボソームなどによってタンパク質が合成されること。

                                                                                                                  • メッセンジャーRNA(mRNA)

                                                                                                                    DNAのタンパク質一次構造の情報（塩基配列）を転写して、タンパク質を合成するアミノ酸の塩基配列を規定するRNA。

                                                                                                                    • リボゾーム

                                                                                                                      リボソームRNAとタンパク質から構成される複合体で、タンパク質を合成する工場としての役割を担っています。リボソームではメッセンジャーRNA（ｍRNA）の情報をもとにトランスファーRNA（tRNA）が運んでくるアミノ酸をつなげてタンパク質をつくります。

                                                                                                                      • リボゾームRNA(rRNA)

                                                                                                                        タンパク質とともにリボソームという複合体を形成するRNA。リボソームはタンパク質合成の場として働きます。

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