テロメアは、DNA鎖の末端が細胞によって破壊されないようにするための「キャップ」である。テロメアは、細胞内のDNAとタンパク質で構成される染色体の末端にある、特定のタンパク質と結合したDNA配列の繰り返し領域で構成されている。テロメアは、細胞の老化のスピードに関与しているが、そのメカニズムについては完全には解明されていない。
人間や動物、植物、単細胞の原生生物など、円形の染色体を持たない生物はテロメアを持っています。テロメアはDNAの劣化や破損を防ぐバリアとして機能します。
カリフォルニアのソーク生物学研究所の教授で、同所の加齢生物学グレン・センター所長のヤン・カールセダー（新しいタブで開きます）は、「もし細胞にテロメアがなければ、細胞は染色体の端を噛み砕き、必須遺伝子にまで手を伸ばすだろう」と述べている。また、細胞はある染色体の末端を別の染色体の末端にくっつけるかもしれない、これは細胞にとって「悲惨な出来事」であろうと彼は言う。
"我々の染色体は直線状のDNA断片であるため、テロメアと呼ばれる構造が進化し、染色体の自然な末端がDNA損傷と認識されないように保護しています "とカールセダー氏はLive Science誌に語っています。
細胞が分裂するたびに、テロメア内の繰り返し配列の一部が失われていきます。テロメアが短くなりすぎて有効に機能しなくなると、細胞は死ぬか、分裂を停止します。ほとんどの細胞はテロメアを再生できないため、年齢を重ねるごとにテロメアは短くなっていきます。テロメアが短くなる速度は、老化の速度とも関連しています。
テロメアの機能とは？
テロメアは、チミン2分子、アデニン1分子、グアニン3分子のヌクレオチド配列（TTAGGG &mdash）を繰り返している（ヒトおよびすべての脊椎動物の場合）。ヌクレオチドとは、DNAの塩基配列を構成する分子である。ヒトの場合、この配列は最大で約3,000回繰り返されるが、繰り返しの回数は生物種によって異なる。テロメアの末端には、Tループと呼ばれる一種の「結び目」があり、シェルテリン複合体と呼ばれる特定のタンパク質構造によって維持されている。Tループとシェルテインは、染色体末端のDNAを細胞が破壊しにくくする。一方、繰り返される配列は、細胞が機能するために必要なDNAを妨げずに破壊できる遺伝暗号の層を提供する。
ほとんどの細胞では、時間の経過とともに遺伝暗号が破壊され、テロメアは短くなっていきます。しかし、体内の様々な細胞を作り出す幹細胞や、卵子や精子を形成する生殖細胞などの一部の細胞は、テロメラーゼという酵素を使ってテロメアを再生させることができます。また、他の種類の細胞でもテロメアの長さをわずかに伸ばす方法があることを示す研究もあります。
テロメアと老化
ほとんどの細胞はテロメアを再生できないため、細胞や生物の寿命とともにテロメアは短くなっていく。「テロメアの短縮は、細胞が受けることができる集団倍加や増殖の回数を制限することによって、細胞に寿命を与えているのです」とカールセーダーは述べています。
生物学者エリザベス・ブラックバーンがノーベル賞を受賞した研究（新しいタブで開く）でテロメアの性質と酵素テロメラーゼの存在を明らかにして以来、多くの研究が生物学的年齢とテロメアの長さ、健康全般、死亡率の関連性を裏付けています 。
2003年にThe Lancet誌に掲載された研究（新しいタブで開きます）では、60歳以上の一見健康な人を長期にわたって追跡調査した結果、テロメアが短い人ほど心臓病と感染症による死亡率が高いことがわかりました。2013年には、この種の研究で初めて、運動、食事、ストレス管理、社会的サポートなどのライフスタイルの変化が、低リスクの前立腺癌の男性の小グループにおけるテロメア長の増加と関連することが明らかになりました（新しいタブで開く）。2022年のレビュー（新しいタブで開く）では、中程度から活発な身体活動を定期的に行うことが、テロメアの長さを維持するのに役立つようであることがわかりました。テロメア短縮の割合は、さまざまな生物で寿命と結びつけられています。ジャーナル「Proceedings of the National Academy of Sciences」（新しいタブで開く）の2019年の研究では、生物のテロメアの長さを一般的に測定しても寿命との相関はなかったが、生物のテロメアの長さが急速に減少するほど、寿命は短くなることが分かった。
「老化の正確な原因はまだ解明されておらず、ある種が1日以下しか生きられない一方で、ある種は400年以上生きることができる理由も不明です」と、この研究の冒頭で印象的に語られている。テロメアは、この長年の謎を解明するのに役立つかもしれない。
GeroScience誌に掲載された2021年の研究（新しいタブで開きます）では、テロメアの長さの結果が人の見た目の年齢に影響を与える可能性があると仮定しています。研究者らは、英国に住む人々の健康情報を集めた大規模データベース「UKバイオバンク」の40万人以上の参加者の調査結果を調べました。その結果、テロメアの長さが長いという遺伝的予測因子を持っている人ほど、「年齢よりも若く見られる傾向がある」と答える傾向があることがわかりました
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テロメアとがん
テロメアが健康に関係する主な方法は、発がんリスクです。テロメアが非常に短くなると、細胞分裂の際にコピーされるDNAが破損しやすくなり、発がんリスクが高まります。
テロメアの機能不全が癌につながるもう一つの方法は、テロメラーゼ酵素が本来活性化しないはずの細胞で活性化することである。
"ほとんどすべての癌細胞は、テロメアを維持し、テロメア短縮経路を克服するメカニズムを発見しています "とカールセダーは言った。"そして、それが癌細胞を不死身に保っているのです。"
体は、テロメアが短くなりすぎた細胞が分裂するのを防ぐことで、がんを阻止しようとします（これを老化といいます）。
Karlsederは、ソーク研究所の研究者チームと一緒に、2023年に雑誌ネイチャー（新しいタブで開く）に掲載された研究を完了した 、テロメアが細胞死を誘発する方法を示しています。彼らは、危機、危機的に短いテロメアに応答して、プログラムされた細胞死の開始時に致命的な炎症を引き起こすために、細胞のミトコンドリア、そのエネルギープロバイダーに話しています。この過程は、テロメアが細胞のがん化を防ぐのに役立っていることに光を当てています。
テロメアを保護し、あるいは再生すれば寿命が延びるという研究（新しいタブで開く）もあるが、カールズダーは、がんを引き起こすリスクがあるため、これは危険なことだという。
テロメアを単純に伸長させるというアプローチには非常に注意が必要です」と彼は言う。
研究者は、寿命を延ばしたり、老化を逆転させたりすることよりも、健康でいられる時間を延ばす「健康寿命」に焦点を当てるべきであると述べている。
加齢の目的のひとつは、がんの発生を防ぐことです」とカールセダーは言う。"我々は老化を癌抑制メカニズムとして歓迎すべきです。"
