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You've probably heard of the human genome,
「ヒトゲノム」という言葉を 聞かれたことがあると思います
the huge collection of genes
膨大な数の遺伝子の集合体で
inside each and every one of your cells.
私たちの体の細胞の1つ1つにあります
You probably also know
たぶん これもご存知かもしれませんが
that we've sequenced the human genome,
ヒトゲノム配列は解読されています
but what does that actually mean?
それは実際どういうことでしょう
How do you sequence someone's genome?
ヒトのゲノムをどう解読するのでしょう
Let's back up a bit.
ちょっと基本に戻りましょう
What is a genome?
ゲノムとは何でしょうか?
Well, a genome is all the genes plus some extra
ゲノムは全遺伝子情報と その他のものを含み
that make up an organism.
生命体を成します
Genes are made up of DNA,
遺伝子はDNAで出来ていて
and DNA is made up of long, paired strands
DNAは 長い対になった 鎖で構成されています
of A's,
鎖は“A”と
T's,
“T”と
C's,
“C”と
and G's.
“G”で出来ています
Your genome is the code
ゲノムは ある種の暗号で
that your cells use to know how to behave.
それで細胞の働きが決まり
Cells interacting together make tissues.
細胞の相互作用で組織ができ
Tissues cooperating with each other make organs.
数々の組織が集合し臓器ができ
Organs cooperating with each other
様々な臓器の相互関係で
make an organism,
生命体が作り上げられ
you!
あなたになります!
So, you are who you are
あなたがあなたである—
in large part because of your genome.
その主因は ゲノムにあるのです
The first human genome
最初のヒトゲノム塩基配列は
was sequenced ten years ago
10年前に決定されましたが
and was no easy task.
容易なことではありませんでした
It took two decades to complete,
完成に20年もかかり
required the effort of hundreds of scientists
国々の何百もの科学者の
across dozens of countries,
尽力があり
and cost over three billion dollars.
30億ドル以上の費用が かかりました
But some day very soon,
しかし 近日中には
it will be possible to know the sequence of letters
あなた自身のゲノム塩基配列が
that make up your own personal genome
あなた自身のゲノム塩基配列が
all in a matter of minutes
ほんの数分間で解読でき
and for less than the cost
高価な誕生日のプレゼントより安く 手に入れられるようになるでしょう
of a pretty nice birthday present.
高価な誕生日のプレゼントより安く 手に入れられるようになるでしょう
How is that possible?
なぜ そんなことが出来るのかって?
Let's take a closer look.
もっと詳しく見てみましょう
Knowing the sequence of the billions of letters
ゲノムを構成する何十億という 4文字の配列を知ることが
that make up your genome
ゲノムを構成する何十億という 4文字の配列を知ることが
is the goal of genome sequencing.
ゲノム解読のゴールです
A genome is both really, really big
ゲノムは膨大であると同時に
and very, very small.
とても小さいものです
The individual letters of DNA,
DNAを成す個々の文字
the A's, T's, G's, and C's,
A, T, G, Cは
are only eight or ten atoms wide,
その幅は原子の 8から10倍しかなく
and they're all packed together into a clump,
それらはつながって 塊になっています
like a ball of yarn.
毛糸玉のようにです
So, to get all that information
あれだけある遺伝子情報を
out of that tiny space,
その小さな塊から得るには
scientists first have to break
科学者は まずDNAの長いヒモを
the long string of DNA down into smaller pieces.
短く分割しなくてはなりません
Each of these pieces is then separated in space
それぞれの部分はバラバラにされ
and sequenced individually,
各々別に配列が解読されます
but how?
でもその方法は?
It's helpful to remember
その根本となる原理は
that DNA binds to other DNA
配列が正反対のDNA同士は 結合し合うということです
if the sequences are the exact opposite of each other.
配列が正反対のDNA同士は 結合し合うということです
A's bind to T's,
“A”は“T”と
and T's bind to A's.
“T”は“A”と
G's bind to C's,
“G”は“C”と
and C's to G's.
“C”は“G”と 結合するので
If the A-T-G-C sequence of two pieces of DNA
2本のDNAのATGC配列が
are exact opposites,
1対毎に正反対なら
they stick together.
くっつくのです
Because the genome pieces
ゲノムの断片は
are so very small,
とても小さいので
we need some way to increase
個々の文字からのシグナルを
the signal we can detect
どうにかして拡大して見やすく する必要があります
from each of the individual letters.
どうにかして拡大して見やすく する必要があります
In the most common method,
よく科学者に使われる方法は
scientists use enzymes to make thousands of copies
酵素を使い 何千ものゲノムの断片を複写します
of each genome piece.
酵素を使い 何千ものゲノムの断片を複写します
So, we now have thousands of replicas
そうして何千ものコピーが出来ます
of each of the genome pieces,
そのゲノムの断片の1つ1つは
all with the same sequence
同じA, T, G, Cの配列を 持ったものです
of A's, T's, G's, and C's.
同じA, T, G, Cの配列を 持ったものです
But we have to read them all somehow.
しかし これら全てを 解読しなければなりません
To do this, we need to make
そのためには 特別な文字を まとめて作ります
a batch of special letters,
そのためには 特別な文字を まとめて作ります
each with a distinct color.
文字によって違う色がついています
A mixture of these special colored letters and enzymes
特別に色分けした文字と 酵素を混ぜ
are then added to the genome
解読するゲノムに加えます
we're trying to read.
解読するゲノムに加えます
At each spot on the genome,
ゲノムの1つ1つの場所で
one of the special letters
特別な文字のうちの1つが
binds to its opposite letter,
正反対の文字と結合します
so we now have a double-stranded piece of DNA
このようにして出来上がった 2本鎖のDNAの断片は
with a colorful spot at each letter.
それぞれの文字が カラフルに色付けされています
Scientists then take pictures
科学者は これらのゲノムの断片--
of each snippet of genome.
ひとつひとつの写真を撮ります
Seeing the order of the colors
色の順番を見れば
allows us to read the sequence.
塩基配列が解読出来ます
The sequences of each
何百万ものDNAの断片の
of these millions of pieces of DNA
1つ1つの配列は
are stitched together using computer programs
コンピュータのプログラムで1つにされ
to create a complete sequence of the entire genome.
全ゲノム配列が作成されます
This isn't the only way
これだけが
to read the letter sequences of pieces of DNA,
DNAの文字配列の 解読方法ではありませんが
but it's one of the most common.
最も良く使われる方法の1つです
Of course, just reading the letters in the genome
勿論 ゲノムの文字を読むだけでは
doesn't tell us much.
なにも分りません
It's kind of like looking through a book
それは分らない言語で書かれた本の ページをめくるのと同じです
written in a language you don't speak.
それは分らない言語で書かれた本の ページをめくるのと同じです
You can recognize all the letters
文字は全て 認識は出来ますが
but still have no idea what's going on.
それでも何が書いてあるのかは 全くわかりません
So, the next step is to decipher
次のステップは この暗号の解読です
what the sequence means,
配列が何を意味しているかや
how your genome and my genome are different.
個々のゲノムはどう違うのかを 理解する事です
Interpreting the genes of the genome
ゲノムの遺伝子の翻訳は
is the part scientists are still working on.
科学者が未だに研究している分野です
While not every difference is consequential,
配列の各部の相違でなく
the sum of these differences
それ等の組み合わせが
is responsible for differences
私たちの個性となる相違を生み
in how we look,
その違いは 容姿に
what we like,
好みに
how we act,
行動のし方に現れ
and even how likely we are to get sick
病的傾向や特定の薬に対する 反応の仕方にも現れます
or respond to specific medicines.
病的傾向や特定の薬に対する 反応の仕方にも現れます
Better understanding of how disparities
ゲノムの違いが これらの違いを 生むのだという理解が深まれば
between our genomes
ゲノムの違いが これらの違いを 生むのだという理解が深まれば
account for these differences
ゲノムの違いが これらの違いを 生むのだという理解が深まれば
is sure to change the way we think
きっと私たちの考え方も変わり—
not only about how doctors treat their patients,
医師の患者に対する 治療の仕方だけでなく
but also how we treat each other.
私たちのお互いに対する 接し方も変わるでしょう