日本語における日焼けは、紫外線により皮膚が赤くなる「サンバーン」と、その後に肌が黒くなる「サンタン」を含んで利用されている。前者は紫外線による皮膚やけどで後者に関してはメラニンの増加の結果であると言われている。[1]
サンバーンによる痛みの発現に関するメカニズムについてはB紫外線(UVB)がピリミジン2量体と呼ばれるある種の傷を作り出すことにより起こる。肌を太陽に晒し、紫外線を浴びた細胞のDNAはUVBを吸収し、DNA鎖の隣同士のピリミジン塩基を結合させてピリミジン2量体という傷を作り出す。DNA鎖における隣同士のペアとなる塩基対をアデニンとグアニンの場合はプリン塩基、シトシン及びチミン、もしくはウラシルの対の事をピリミジン塩基と呼ぶ。ウラシルはRNAにしか存在しないため、DNAのピリミジン塩基といわれた場合は、基本的にチミンとシトシンを指している。
結合のメカニズムは不明(調べていないだけ)、ただピリミジン2量体が形成されるとDNAの複製が妨げられる。そのため細胞はこの傷を取り除くための仕組みを備えてるようです。これをヌクレオチド除去修復能と呼ぶそうで、この結果として損傷部分が除去され、元通りの正しい塩基配列が再編成される。
ヌクレオチド除去修復能という機能が細胞に備わっている事が分かったが、そもそもDNAが損傷を受けている事を察知することが出来るのは何故か。神戸大学バイオシグナル総合研究センターの記事[2]でDNA損傷を検出するタンパク質について紹介されていた。それはヒトの常染色体劣性遺伝疾患の1つである色素性乾皮症(XP)の原因遺伝子産物の1つであるXPCタンパク質がヌクレオチド除去修復能で損傷の認識を行う「監視役」であると言われる。
生まれつき日に当たる事が出来ないため体育を見学したり夏場でもないにも関わらず日焼け止めを携帯している同級生が居たという方も多いかもしれない。恐らくはDNAに損傷があった際にヌクレオチド除去修復能の損傷を認識するXPCタンパク質に異常を抱えている可能性が高い。先述の通りUVBを吸収した細胞のDNAは、DNA鎖の隣同士のピリミジン塩基が結合され、ピリミジン2量体という損傷を生み出す。損傷を受けたDNAは複製が妨害される。そのため、修復プロセスが働くはずなのだがXPCタンパク質に異常がある場合は上手くこのプロセスが起動しないことになる。そのため、患者は異常が発生する事を出来る限り避けようとするのである。
XPCタンパク質は異常な塩基対が発見された際にDNAの2本の鎖鎖のうち損傷を含む方の鎖2か所に切れ目を入れ、取り除かれた反対側の無傷なDNA鎖を鋳型として合成し元通りのDNAを正確に復元する。しかし、XPCタンパク質が誤って正常なDNA鎖を切り取る可能性があり、それをダブルチェックする機構が備わっている。それがあ転写因子ⅡH複合体の一部であるXPDタンパク質である。プログラミングで異常検出プロセスを例えてみると最初はコンパイルエラーを検出するタスクで後者は実行時エラーを検出する仕組みと捉えても良いだろう。このような機構が生得的に備わっている事を考えると人間の身体がどれほどまでに高度に複雑化されているのか軽く恐怖すら覚える。
過去の自分のバトンを確りと受け取れるように
今日も一日お疲れさまです。明日も頑張るデス