補体成分の遺伝支配

1．遺伝子重複による補体系の進化

　補体系は約30種の構成成分（血清蛋白と膜蛋白）からなる生体反応系で，生体防衛機構として重要な働きをしている．補体系はこのように複雑な反応であるが，もともとは，単純なシステムであったと思われる．下等脊椎動物の円口類では，おそらくはC3, B因子，　CR1, H因子などの数成分しかないらしく，古典経路の成分や，膜傷害に関与する後期補体成分は，存在しない．これらの成分が全部揃うのは，硬骨魚の段階らしい．このような，補体系の進化の原動力は遺伝子重複（geneduplication）という機構である．遺伝子重複は，クロモゾームの複製や組み換えの際に，ときどき起こる誤りの結果，遺伝子のさまざまの長さの領域が，重複する現象を言う．重複した遺伝子領域に変異が蓄積した場合，互いによく似た塩基配列をもちながら，異なる機能分子をコードする1組の遺伝子が並列して存在する可能性がでてくる．本来，共通の先祖遺伝子から，相同性が高く，しかもコードする蛋白が多様な，複数の遺伝子へと進化してきたと考えると，補体系の進化は非常によく説明できる．例えば，補体成分のC2とB因子，C3とC4とC5, C1rとC1s，などは互いによく似た構造と機能をもっていて，まるで双子か3つ子の分子のようである．また，補体系の2つの活性化経路，古典経路と別経路は，活性化経路全体が，重複して存在している．最近の遺伝子工学の進展によって,補体成分のほとんどすべての遺伝子と相補DNAクローニングが行われ,補体成分の全アミノ酸配列が容易に決定されるようになった.その結果補体系の多くの成分の遺伝子が,少数の先祖遺伝子から進化したものであることが確実となった.補体成分のアミノ酸配列と,他の蛋白とのアミノ酸配列との比較により,補体蛋白と他の蛋白との類縁関係も明らかになってきた.例えば,C3,C4,C5と,血清プロテアーゼ阻害因子であるα2マクログロブリンとは相同性蛋白である.また補体のレセプターCR1とCR2は,血清中にある補体調節蛋白C4 BPとH因子,それに細胞膜に存在する補体調節蛋白DAFと相同性の蛋白である.補体の後期成分C6,C7,C8α,C8β,C9は,互いに相同性蛋白であるばかりでなく,NK細胞やキラーT細胞の細胞質中にあるパーフォリンと相同性が高い.このパーフォリンは,上記リンパ球が,標的細胞の細胞膜を破壊する時に働く蛋白である.このように,補体による膜傷害と,リンパ球(細胞免疫)による膜傷害が,相同性蛋白によって,類似の機構を介して行われることが確定したのである.