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プロテオーム

 

 

 5年前であれば、バイオと言えば「ゲノム」、というほどゲノム関係の情報や書籍が溢れていた。最近はというと、ゲノムよりも「プロテオーム」や「メタボローム」などの用語がよく使われているようだ。

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そもそもゲノム(genome)とは、遺伝子を表すgeneと集団を表す-omeを連結させた造語である。すなわち、親から子へ、またその子孫達へと受け継がれていく全遺伝子情報の集合体をゲノムという。

プロテオームはproteomeと表記し、ゲノムと同じようにタンパク質(protein)の集団(ome)という意味を持つ。しかし、ゲノムと違い、タンパク質は細胞の種類やおかれている環境によって発現するタンパク質が異なる。

このようなことから、プロテオームはある特定の細胞が特定条件下に置かれたときに、その細胞内に存在する全タンパク質のことを指すと覚えていただきたい。

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ゲノムは、いわば遺伝情報の図書館であり、情報を保存することをその目的としている。この情報を元に生み出されたものがタンパク質であり、機能によって酵素だとか受容体などと呼ばれるようになる。このタンパク質が作られ機能することにより、はじめて細胞は生命活動を成すことができるようになるのだ。

しかし、一度に発現されるタンパク質の種類は決して少なくない。
また、タンパク質は相互に作用しながら働くので、個々のタンパク質の発現だけを追っても、複雑な生命現象を解き明かすことは難しいであろう。

従って、ある特定の細胞について、与えられた環境下における細胞内の全タンパク質をひとまとめに検出し、相対的にどのタンパク質が細胞内のどの位置に局在しているか、あるいはどの程度の量を発現しているかなどを評価した方が、個々のタンパク質を追いかけるよりも実際的と言える。これがプロテオーム研究であり、このプロテオーム研究を実現する解析装置や方法を「プロテオミクス」と呼ばれている。

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プロテオームを調べることは、細胞が持っているタンパク質の全体像を調べることに直結することはすでに述べた。もちろん、タンパク質の大部分がリン酸化や糖付加などの修飾を受けていると予測されるが、プロテオーム解析はこれらのタンパク質の状態をも評価対象としている。細胞の生理的な状態や病理的な状態をタンパク質という視点で解析するのだ。

具体的には、細胞の分化や癌化前後のプロテオームを解析し、相対的に原因タンパク質を捕らえることが可能となる。中でも、二次元電気泳動はプロテオーム解析には有効な方法だ。詳細は割愛するが、二次元的に泳動して得られたパターンを解析することによって、その変化を視覚的に把握することができ、特定スポットのタンパク質を質量分析にかけることで、どの遺伝子産物かを同定することもできる。

得られた情報とインターネット上に公開されている情報を比較評価することで、そのタンパク質の生理機能や老化との関連を解明する手掛りとなることが期待される。

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現在は、プロテオームから一歩進んだメタボロームやタンパク質よりもさらに分子量の小さいペプチドを対象としたペプチドームの研究も盛んに行われている。これらの研究が相互に結びつき、やがては生命現象を明かす鍵となるかもしれない。

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ゲノム プロテオーム メタボローム タンパク質 遺伝情報 プロテオミクス ペプチドーム

 

 

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