生命原理・自然の摂理
6752 老化のメカニズム
 
蘆原健吾 ( 30代前半 神戸 広報 ) 01/07/25 AM02 【印刷用へ
不老不死は、始皇帝の昔から多くの権力者の究極の夢でした。しかし、生物が不老不死などになったら、常に変化しながら秩序を持って存在している種や生態系は、破綻してしまいます。個体の老化と死は、生態系のとっても、雌雄分化した種にとっても存在の必須条件です。

生物はどのように老化していくのでしょうか。

現象についても、様々なことが分かってきています。

日々、私たちの体細胞のDNAは、化学物質や紫外線などによって傷ついています。この傷の最大の原因は、細胞が呼吸をする時にでてくる活性酸素です。

この時、細胞の中では、活性酸素を取り除く防衛部隊の酵素や、DNAの傷を治す修復部隊の酵素などが、常時働いています。

しかし、次々に入る傷を完全に防ぐことはできません。こうして、DNAに少しずつ傷がたまっていくのです。

そこで登場するのが、監視部隊の酵素です。この酵素は、たまった傷がとても治しきれないと判断すると、破壊部隊の酵素を使って細胞を自殺させてしまうのです。これが、たびたび議論にものぼった「アポトーシス」ですね。

このようにして、細胞が死んで減っていくことで老化が起きます。しかし、一方で減った細胞の数を補うため、私たちの体は細胞分裂というしくみによって、常に新しい細胞を生み出しています。そうすることによって、例えば、傷付いて剥がれ落ちてしまった血管の内側や皮膚の細胞を補っています。

若いヒトの細胞は、活発に分裂します。ところが、年をとると分裂しにくくなり、ついには分裂しなくなります。

細胞を培養し続ける実験をしたレオナルド・ヘイフリック博士は、細胞にはある回数で分裂できなくなる限界があるという不思議な現象を発見しました。

「細胞には分裂回数を数えるしくみ、つまり、時計のようなものが隠されているんですよ。そして、その回数と生物の寿命とは大きく関係しているんです。寿命が3年ほどのネズミでは15回位、寿命が長くても120年の人間では60回位、そして、寿命が175年のガラパゴスゾウガメでは125回で分裂できなくなるんですよ。」

1990年、ある論文が発表されました。その論文には、細胞が分裂する度に、DNAのある部分が短くなることが書かれていました。それは、染色体の両端の部分です。

一本のDNAが折り畳まれてできている染色体。その先端をよくみると、TTAGGGという文字が繰り返し、およそ一万文字並んでいます。この部分をテロメアといいます。(テロメアがあるお陰で、染色体は他の染色体の端とくっつきにくくなっています。)

テロメアの長さを調べてみると、18回しか分裂していない細胞に比べ、65回分裂した細胞は数千文字近く短くなっていました。

なぜ、テロメア(哺乳類の TTAGGG 等)は、細胞が分裂すると短くなってしまうのでしょうか。

一つの細胞が二つに分かれるとき、一本のDNAも二分する必要があります。そのために、DNAの二重らせんが少しずつほどかれます。そして、その部分を酵素が複製していきます。酵素はDNAのほどけた部分に取りついて複製しては、前の酵素が複製した部分に継ぎ足していきます。しかし、DNAの端のテロメアでは、一番端にうまく取り付けるとは限らないので、複製できない部分が残り、その分、短くなってしまうのです。

テロメアが短くなりすぎると、染色体どうしがくっついて、細胞に異常が起きてしまいます。そこで細胞は、その前に分裂をやめるように仕組まれているのです。

テロメアは、時限爆弾のように、細胞分裂の度に短くなります。そして、ある回数で細胞が分裂をやめてしまうことで、老化が起きているというわけです。
 
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