ナンセンス変異とは？初心者にも分かる遺伝子のしくみと影響を解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

ナンセンス変異とは？

ナンセンス変異は、DNAの1文字の置換によって、元はアミノ酸を作るべきコドンが、終止コドンに変わってしまう遺伝子の変化を指します。これにより、タンパク質の翻訳が途中で止まり、できるべき長さのタンパク質が作られないことがあります。

どういう仕組みなの？

DNAの情報はRNAに転写され、RNAの3文字ずつの並び（コドン）がアミノ酸を指定します。終止コドン（UAA, UAG, UGA）は翻訳を止める合図であり、通常のコドンではアミノ酸が連なってタンパク質が作られます。ところが、ナンセンス変異が起きると、この翻訳の途中停止が発生し、もとの機能を持つはずのタンパク質が短く切れてしまうのです。

影響はどんなもの？

影響はさまざまです。短くなったタンパク質が機能を失い、細胞の働きに支障をきたすことがあります。場合によっては、nonsense-mediated decay (NMD) が起こり、遺伝情報の有効活用を止めてしまうこともあります。

身近な例と注意点

ナンセンス変異は、遺伝子の損傷が長期的に影響する病気の原因となることがあります。ただし、すべてのナンセンス変異が必ず有害とは限らず、変異の位置やタンパク質の重要性、細胞の補償機構によって影響の大きさは違います。

どうやって調べるの？

研究者は、DNAを抽出して配列を読み取り、どの塩基が置換されたかを特定します。次に、翻訳の結果を予測するコンピュータ解析を行い、タンパク質の長さがどう変わるかを推定します。現代の実験では、細胞培養でのタンパク質の作られ方を観察したり、動物モデルでの影響を調べたりします。さらに、ノックアウトや機能補償の実験を通じて、ナンセンス変異がもたらす影響を詳しく調べます。

変異の位置が重要

タンパク質の機能にとって、停止がどの領域にあるかで影響の大きさが変わります。活性部位や折りたたみの重要な領域を作る前に止まってしまうと、機能喪失が起こりやすいです。

表で見る他の変異との違い

変異の種類	特徴	影響の例	長さへの影響
ナンセンス変異	コドンが終止コドンへ変化	タンパク質が途中で切れる	通常は短くなる
ミスセンス変異	別のアミノ酸に置換	タンパク質の機能が変化	長さは変わらない
サイレント変異	アミノ酸は同じまま	機能には影響が少ないかもしれない	長さは変わらない

まとめ

ナンセンス変異は、遺伝子の読み取りが途中で終わってしまう「停止の合図」が変わってしまうことです。これにより、作られるタンパク質が短くなり、細胞の働きに影響を及ぼすことがあります。遺伝子検査では、どの塩基がどのように変わっているかを特定し、翻訳過程への影響を予測します。研究が進むにつれて、ナンセンス変異がもたらす病気の理解と、それをどう治療するかという道も開けていきます。今後の研究で、停止コドンを読み飛ばす薬や、正常なタンパク質の代替を作る技術が進む可能性があります。

ナンセンス変異の同意語

ノンセンス変異: DNAの塩基置換により、アミノ酸を指定するコドンが終止コドンへと置換され、翻訳が途中で終了してタンパク質が短くなる変異のこと。
ノンセンス置換: 同様に、コドンが停止コドンへ置換される変異のこと。
ストップコドン変異: 終止コドンを生じる変異で、翻訳が早期終了する原因となる。
終止コドン変異: アミノ酸をコードするコドンが終止コドンに変わる変異の総称。
終止コドン置換: 終止コドンへ置換される変異の意味で使われる呼称。
停止コドン化変異: コドンが停止コドンになるように変化する遺伝子変異。
翻訳終結変異: 翻訳過程が途中で終わってしまう変異の別称の一つ。
早期終止変異: 翻訳が早い段階で終わってしまう変異のこと。
早期終止コドン変異: 早期に停止コドンを生み出す変異のこと。

ナンセンス変異の対義語・反対語

センス変異: ナンセンス変異の対義語的概念。ストップコドンを新たに生み出さず、翻訳を途中で止める変異を生じさせない、あるいは翻訳を継続させる可能性がある変異の総称。ミスセンス変異やサイレント変異を含むことがある。
ミスセンス変異: アミノ酸が別のアミノ酸に置換される変異。ナンセンス変異とは異なり、翻訳は停止せずタンパク質が作られるが機能は変化することが多い。
同義変異（サイレント変異）: アミノ酸は変わらず、タンパク質の機能に影響を与えにくい変異。ナンセンス変異の対極として挙げられることがある。
ストップコドンリードスルー: ストップコドンを読み飛ばして翻訳を続け、タンパク質が過長になる現象。ナンセンス変異の停止作用とは反対の影響を与える場合がある。

ナンセンス変異の共起語

終止コドン: タンパク質合成を終了させるコドン。UAA・UAG・UGA の3つで、ナンセンス変異によって本来のアミノ酸置換が終止信号へと変わる原因になる。
ストップコドン: 終止コドンの別名。翻訳を停止する信号として機能し、ナンセンス変異の結果として発生することが多い。
早期終止コドン: 本来の終止コドンより前の位置に現れる終止信号。タンパク質が短くなり機能を失う原因になる。
プレマチュア終止コドン: Premature termination codon（PTC）の日本語表記。塩基置換や欠失などで生じ、ナンセンス変異の代表的な形。
ノンセンス依存性mRNA分解: ナンセンス変異により作られたmRNAを細胞が分解する品質管理機構。翻訳準備を進める前にmRNAが破壊されることがある。
NMD: ノンセンス依存性mRNA分解の英語略語。翻訳途中のmRNAが早く分解され、タンパク質発現を抑制する。
点変異: DNAの一塩基が別の塩基に置換される変異。ナンセンス変異はこの点変異の一種。
ノンセンス変異: 塩基置換により終止コドンが現れ、翻訳が途中で停止する変異の総称。
翻訳停止: 翻訳過程が終止信号により停止する現象。終止コドンの出現が原因となる。
タンパク質欠損: 停止により生じる短いタンパク質の欠落部分が多く、機能を失うことが多い。
機能喪失: タンパク質の本来の機能が失われる状態。ナンセンス変異の代表的な表現型。
表現型: 遺伝子変異が生体の見た目や機能として現れる特徴。ナンセンス変異は表現型の異常を引き起こす。
リボソーム: タンパク質を組み立てる細胞内の分子機械。終止コドンを検知して翻訳を停止させる役割を担う。

ナンセンス変異の関連用語

ストップコドン: タンパク質合成の終了信号となるコドン。UAA、UAG、UGAの3種類があり、ナンセンス変異の多くはこのストップコドンが通常より早く現れることで翻訳が途中で止まる。
早期終止変異: 遺伝子の塩基置換によって、通常はアミノ酸を指定するコドンがストップコドンに変化し、翻訳が途中で終了してしまう変異。タンパク質は短くなり機能喪失につながりやすい。
ミスセンス変異: 塩基置換により別のアミノ酸が取り込まれ、タンパク質の性質や機能が変わる変異。必ずしも停止には至らない。
同義置換（サイレント変異）: コドンの置換であってもアミノ酸が同じになるため、タンパク質には通常影響が出ない変異。遺伝情報は変わっても機能が保たれることが多い。
フレームシフト変異: 挿入や欠失により読み枠がずれ、以降のアミノ酸配列が大きく変化する。多くの場合早期終止を招く。
ストップコドンリードスルー: ストップコドンを読み過ぎて翻訳を続けてしまう現象。生物によっては起こりうるが稀で、異常タンパクが作られることがある。
ナンセンス依存性mRNA分解（NMD）: ナンセンス変異により生じた不完全なmRNAを細胞が分解する品質管理機構。翻訳異常タンパクの発現を抑える役割を果たす。
リードスルー誘導（readthrough）: 薬剤などの作用でストップコドンを回避させ、欠損したアミノ酸を補う治療戦略のこと。臨床的には難易度が高いが一部 diseases で研究が進む。
終止コドンの種類と役割: 停止コドンにはUAA、UAG、UGAの3種類があり、それぞれ翻訳を終了させる役割を担う。ナンセンス変異は通常この終止信号を誤って早期に出現させる。