逆転写酵素、パラダイム破壊酵素
逆転写酵素は、RNAをテンプレートとして使用してDNAを合成する酵素です。 1970年にハワード・テミンとデビッド・ボルティモアが別々に発見したことは、当初は多くの懐疑論に直面していました。結局のところ、その日の教科書にすでに祀られている分子生物学のセントラルドグマは、情報がDNAからRNA、そしてタンパク質へと流れると考えていました。 DNAがRNAによってコード化される可能性があるという考えは、しっかりと保持された概念の長いリストを再考する必要がありました。しかし、結果が他の人によって急速に再現されたため、アイデアに対する反対はすぐに崩壊しました。この酵素は、パラダイム破壊現象から、分子生物学ツールキットの標準アイテムへと記録的な速さで登場しました。たとえば、メッセンジャーRNAを補完するDNAプローブを作成するために非常に貴重なものになりました。
1975年のノーベル生理学・医学賞を発表した日は、ソーク研究所の腫瘍ウイルス学研究所で大きな喜びの1つでした。ボルティモアとテミンは、逆転写酵素の発見に対して賞を受賞しました。テミンの元メンターであるレナートダルベッコは、発見につながる技術を発明しました。ダルベッコは当時、腫瘍ウイルス学研究所のメンバーであり、ボルティモアはボルティモアの元ポストドクであるフンファン(私の論文アドバイザー)と、ダルベッコの長年の協力者である比類のないマルグリットヴォクトも、ラボで役職を務めました。お茶とクッキーがシャンパンに変身するための通常の午後4時の休憩ボルティモアへのお祝いの呼びかけで締めくくられたチーズパーティー。
逆転写酵素は、DNAに転写されて宿主ゲノムに組み込まれるRNAゲノムを持つレトロウイルスで最初に発見されました。統合されると、その発現のための正常な細胞機構。このような統合は壊滅的な結果をもたらし、体細胞変異を引き起こし、時には癌を引き起こす可能性があります。AIDSを引き起こすウイルスであるHIVはレトロウイルスです。
1975年までに、多くのtebratesには、垂直に受け継がれた内在性レトロウイルスがありました。それらは本質的に生物の一部になりました。さらに、真核生物のゲノムには、配列がゲノム内を動き回ってその存在を増幅することを可能にする逆転写酵素をコードする遺伝子要素である「レトロトランスポゾン」がたくさんあることが判明しました。ヒトゲノムの40%以上は、レトロトランスポゾンまたはその欠陥のある残骸で構成されています。逆転写酵素活性をコードするモバイル「グループIIイントロン」は、ミトコンドリア、葉緑体、細菌の保存された遺伝子を妨害します。
逆転写酵素の存在は、世代から世代へと無傷で提供される遺伝情報の神聖な貯蔵庫としてのDNAの概念にかなりの損害を与えました。明らかに、ゲノムが短期的に不可逆的にスクランブルされるのを防ぐために、個々の細胞の逆転写酵素活性を厳密に制御する必要があります。同時に、逆転写された配列は、進化のスケールでの遺伝的多様性の源として考慮されなければなりません。それを超えて、DNAの遺伝的前駆体としてのRNAの使用は、人生が今日とは大きく異なっていた可能性のある「RNAワールド」を示しています。