雷がどこに落ちるかを正確に予測することはできない。それはある程度ランダムであり、状況に依存する。野原に立つ一本の木は落雷の標的になりやすいかもしれないが、高層ビルが立ち並ぶ都市に同じ木があれば、むしろ安全かもしれない。
DNA損傷もこれと同様だと、34歳のキム・デ・ルカは語る。デ・ルカは、DNAがどのように損傷を受けるのか、特定の領域がより脆弱なのか、もしそうであればその理由は何かを研究している。これらは極めて重要な問いである。私たちのゲノムは生涯を通じて損傷を蓄積し、その損傷はがんや神経変性疾患などの発症につながる可能性がある。
さらに、どの遺伝子が影響を受けるかを知るだけでは不十分だとデ・ルカは指摘する。細胞はそれぞれ構造が異なるため、DNA損傷がどこでどのように生じているのかを包括的に把握するには、何千もの個々の細胞レベルで解析する必要がある。「私は細部にこだわるタイプです」とデ・ルカは言う。「より小さく、より詳細であるほどよいのです」。
この目的のために、デ・ルカと同僚はヒト細胞を遺伝子改変し、追跡可能な「ダメージセンサー」のネットワークを組み込んだ。具体的には、細胞が産生するDNA修復タンパク質に分子タグを付加することで実現した。
このタグは、ヒトDNAには通常存在しない特定の塩基配列から構成される。DNA損傷を測定する際には、タグが付加された部位のみを特異的に切断する酵素を用いることができる。その後、切断されたDNA断片を定量する解析を行なうことで、ゲノム中の該当領域を詳細に調べることが可能となる。
このアプローチは、科学者や腫瘍内科医が、患者の細胞が既存のがん治療にどのように応答するかをより深く理解し、より効果的な治療法を開発するうえで役立つ可能性がある。
さらに、この技術はDNAが時間とともにどのように変化するかを追跡する用途にも応用できる。デ・ルカは同じツールを用いてサンゴの研究も進めている。「（一部のサンゴは）何千年も生き続けています」とデ・ルカは語る。「その理由はまだ解明されていません」。彼女のチームは、サンゴのDNA変異のパターンを解析することで、これらの生物がどのように進化してきたのか、そして将来の気候変動にどのように適応し得るのかを明らかにしようとしている。
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