思わず唸るNo.199

体じゅうのDNAをつなぐと約62億kmで、地球と太陽の距離の約41倍になる

体の細胞の数の84%を占める赤血球には、核がない

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1個の細胞のDNAは、男性で約205cm、女性で約208cm
1番染色体のDNAは約8cmで、21番染色体の5倍以上長い
体の細胞の数の84%を占める赤血球には、核がない
核のある細胞のDNAをつなぐと約62億kmで、地球と太陽の距離の約41倍
深掘り講義
まとめ
英語で読む（A2・4択5問）
出典・ウラ取り

人の体の細胞1個の中には、DNAが入っています。DNAは、体をつくる設計図が書かれた、とても細長い分子です。

1個の細胞のDNAをまっすぐのばしてつなぐと、男性で約205cm、女性で約208cmになります。2019年に、イタリアの研究者たちが計算した値です。

では、体じゅうの細胞のDNAを全部つなぐと、どれくらいの長さになるでしょうか。

答えは約62億kmです。地球と太陽の距離の約41倍です。ただし、この計算には落とし穴があります。体の細胞の数の84%を占める赤血球には、DNAの入った「核」がないのです。

この記事では、まず、1個の細胞のDNAの長さがどう計算されたかを紹介します。次に、体の細胞の数を数えた研究を紹介します。最後に、2つを合わせて、全身のDNAの長さを計算します。

011個の細胞のDNAは、男性で約205cm、女性で約208cm

DNAは、はしごをねじったような形をしています。はしごの段の1つ1つは「塩基対」と呼ばれます。米国国立ヒトゲノム研究所（NHGRI）によると、人のDNAの1セットには、塩基対が約30億あります。

人の細胞の多くは、このセットを2つ持っています。父親と母親から、1セットずつ受け取るからです。2セットを持つことを「二倍体」といいます。ただし、卵子と精子は、1セットしか持っていません。

2019年、イタリアのボローニャ大学のアリソン・ピオヴェザンら（Allison Piovesan）が、塩基対の数を数え直しました。使ったのは、当時最新の、人のDNAの読み取り結果です。そして、DNAの長さと重さを計算しました。

その結果、2セットを持つ細胞1個のDNAの長さは、男性で205.00cm、女性で208.23cmでした。男性と女性の平均は206.62cmです。男性の205.00cmを、男性の細胞1個の塩基対の数（約63億）で割ると、塩基対1つあたり約0.33ナノメートルです。1ナノメートルは、1mの10億分の1です。

女性のほうが約3cm長いのは、XとYという2種類の染色体の長さが違うからです。染色体は、長いDNAを1本ずつ収めた、ひものようなものです。女性はX染色体を2本、男性はX染色体とY染色体を1本ずつ持っています。論文の表によると、X染色体のDNAは5.10cm、Y染色体は1.87cmです。その差の3.23cmが、ちょうど男女の差になっています。

021番染色体のDNAは約8cmで、21番染色体の5倍以上長い

人は、X・Yを除いて、1番から22番までの染色体を持っています。ピオヴェザンらは、染色体1本ずつのDNAの長さも出しました。

いちばん長いのは1番染色体で、約8.14cmです。いちばん短いのは21番染色体で、約1.53cmです。1番は21番の5倍以上の長さがあります。

これまで、細胞1個のDNAの長さは「約2m」とよく言われてきました。ピオヴェザンらの論文は、それまでの本やウェブサイトの値を表にまとめています。そこには、2セット分で1.5mから3mまで、ばらばらの値が並んでいます。論文によると、こうした基本の数字は、もとになる資料がないまま広く使われてきました。

03体の細胞の数の84%を占める赤血球には、核がない

次は、体の細胞の数です。

2016年、イスラエルのワイツマン科学研究所のロン・センダーら（Ron Sender）は、人の体の細胞の数を数え直しました。体重70kgの男性を基準にして、血液の量などをもとに、細胞の種類ごとに数を見積もったのです。

その結果、体の細胞は約3.0×10の13乗個、つまり約30兆個でした。そのうち84%が、赤血球でした。赤血球は、肺から体のすみずみへ酸素を届ける細胞です。センダーらによると、赤血球は体の中で最も小さい細胞の1つです。一方、細胞全体の重さの75%は、大きな脂肪の細胞と筋肉の細胞が占めています。

赤血球には、核がありません。けがをしたときに血を固める働きをする「血小板」にも、核がありません。センダーらによると、体の細胞の約90%は、こうした核のないものです。核のある細胞は、全体の約10%、約3×10の12乗個（約3兆個）しかありません。

DNAの大部分は、核の中に入っています。だから、全身のDNAの長さを計算するときは、核のある細胞だけを数える必要があります。

体の細胞の数の大部分は、核のない赤血球。核を持つ細胞は、全体の約10%しかない。

04核のある細胞のDNAをつなぐと約62億kmで、地球と太陽の距離の約41倍

では、計算してみます。

細胞1個のDNAの長さは、男女の平均で206.62cm、つまり約2.07mです。核のある細胞は、約3×10の12乗個です。約2.07mに約3兆をかけると、約6.2×10の12乗m（約6兆2000億m）になります。1000で割ってkmに直すと、約62億kmです。ピオヴェザンらも、同じ計算で約62億kmという値を出しています。

地球と太陽の距離（天文学で使う長さの単位「1天文単位」）は、約1億4960万kmです。62億kmは、その約41倍です。地球と太陽の間を、20往復してもまだ余る長さです。

太陽から冥王星までの平均の距離は、NASAによると約59億kmです。全身のDNAの長さは、それと同じくらいなのです。

もし、核のない赤血球や血小板まで含めて、約30兆個の細胞全部にDNAがあるとして計算すると、どうなるでしょう。答えは約620億kmで、地球と太陽の距離の約410倍になります。本当の答えの約10倍の、大きすぎる値です。

ピオヴェザンらは、DNAの重さも計算しました。細胞1個のDNAは、約6.46ピコグラムです。1ピコグラムは、1グラムの1兆分の1です。核のある細胞のDNAを全部合わせると、約19.39グラムになります。

LECTURE

深掘り講義

ここから先は、もう一段深く。しくみ・史料・論争まで踏み込みます。

2mのDNAは、たんぱく質の糸巻きに巻きついて、核の中に入っている

細胞1個のDNAは約2mもありますが、核はとても小さな部屋です。NHGRIの説明によると、DNAは「ヒストン」というたんぱく質のかたまりに巻きついています。ヒストンが8個集まると、「ヌクレオソーム」という小さな糸巻きのようなものができます。DNAは、この糸巻きにくり返し巻きついて、ぎゅっと小さくまとまるのです。

ピオヴェザンらの論文の最初のほうには、1990年の話が出てきます。遺伝学者ジェローム・ルジューヌ（Jérôme Lejeune）が、アメリカのルイジアナ州議会の委員会で、こう話したのです。人には2mほどの「磁気テープ」のようなDNAがあり、すべてがそこに書かれている。DNAを、長い記録テープにたとえた説明でした。

核の外のミトコンドリアにも、小さな輪の形のDNAがある

DNAは、核の中だけにあるわけではありません。細胞の中でエネルギーをつくる「ミトコンドリア」という小さな部品にも、輪の形をした自分のDNAがあります。NHGRIによると、ミトコンドリアのDNAは、母親からだけ子に受けつがれます。

ピオヴェザンらの計算では、ミトコンドリアのDNAは、塩基対が16,569しかありません。長さは約0.00054cm、つまり約5.4マイクロメートルです。1マイクロメートルは、1mmの1000分の1です。

でも、ミトコンドリアのDNAは、1個の細胞の中にたくさんあります。論文によると、細胞1個の中のミトコンドリアのDNAを全部合わせると、少なくて約0.09cm、多くて約3.62cmです。細胞1個にいくつ入っているかがはっきりしないので、幅が広くなっています。論文は、ミトコンドリアのDNAが、細胞1個のDNA全体の約0.9〜1.2%を占める、としています。

卵子では、ミトコンドリアのDNAの割合がずっと高くなります。論文によると、成熟した卵子では、DNAの少なくとも52%がミトコンドリアのDNAです。

体の細胞の数は、昔の見積もりと何倍も違っていた

センダーらは、論文の最初にこう書いています。体の細胞の数として発表されてきた値は、論文によって何けたも違い、計算の根拠が示されることもほとんどなかった、と。

体の中にいる細菌の数も、同じ論文で数え直されました。体重70kgの男性で、細菌は約3.8×10の13乗個でした。人の細胞の約3.0×10の13乗個とほぼ同じで、比は約1.3対1です。

昔は「体の中の細菌は、人の細胞の10倍」とよく言われていました。センダーらは、この10対1という比を、1対1に近い値に直すべきだとしています。ただし、細菌の数を、核のある人の細胞（約3兆個）と比べると、比は約10対1になります。どちらの細胞を数えるかで、答えは10倍も変わるのです。

この記事の計算の前提

ピオヴェザンらの205.00cmという値には、±1.97cmの幅がついています。DNAのらせんが1回ねじれる間に、塩基対がいくつ入るかに、少し不確かさがあるからです。

全身のDNAの長さの計算では、核のある細胞はどれも、DNAを2セット持っているとしました。でも、卵子と精子は1セットしか持っていません。また、「約3兆個」は見積もりの数です。だから、約62億kmは、おおよその大きさを示す値だと考えてください。それでも、地球と太陽の距離の数十倍という大きさは変わりません。

05まとめ

1個の細胞のDNAをのばすと、男性で約205cm、女性で約208cmです。体の細胞は約30兆個ありますが、その84%は核のない赤血球です。核のある細胞は約3兆個です。

核のある細胞のDNAを全部つなぐと、約62億kmになります。地球と太陽の距離の約41倍で、太陽から冥王星までの平均の距離と同じくらいです。

次に「体には何十兆個も細胞がある」と聞いたら、思い出してください。その84%を占める赤血球には、DNAの入った核がないのです。

人に話すなら、こう言おう

1個の細胞のDNAをのばすと約2mあって、体じゅうのをつなぐと約62億kmなんだって。でも、体の細胞の数の8割以上は赤血球で、赤血球には核がないから、その分は数えないらしいよ。

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Your DNA Could Reach Far into Space

CEFR A2229 words4択 5問全訳つき

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英文をタップすると、その文の訳が出ます。

Many cells in your body have a long, thin molecule called DNA.体の多くの細胞の中には、DNAという細長い分子があります。 In 2019, scientists in Italy worked out how long it is.2019年、イタリアの科学者たちが、その長さを計算しました。 Stretched out, the DNA from one cell is about 205 centimeters long in a man.1個の細胞のDNAをのばすと、男性で約205センチになります。 In a woman, it is about 208 centimeters.女性では約208センチです。

Why is a woman's DNA longer?なぜ女性のDNAのほうが長いのでしょうか。 A woman has two X chromosomes, but a man has one X and one Y.女性はX染色体を2本持ちますが、男性はXとYを1本ずつ持っています。 The Y chromosome is much shorter than the X chromosome.Y染色体は、X染色体よりずっと短いのです。

What about all the DNA in your body?では、体じゅうのDNAを全部合わせるとどうでしょう。 In 2016, another team counted the cells in a 70 kilogram man.2016年、別の研究チームが、体重70キロの男性の細胞の数を数えました。 They found about 30 trillion cells.細胞は約30兆個ありました。 But 84 percent of them were red blood cells, and red blood cells have no nucleus.でもその84%は赤血球で、赤血球には核がありません。 The nucleus is the part of a cell that holds most of its DNA.核は、細胞のDNAのほとんどが入っている部分です。 Only about 3 trillion cells in the body have a nucleus.体の中で核を持つ細胞は、約3兆個しかありません。

So the Italian team multiplied about 2 meters by 3 trillion.そこでイタリアのチームは、約2メートルに3兆をかけました。 The answer was about 6.2 billion kilometers.答えは約62億キロメートルでした。 That is about 41 times the distance between the Earth and the Sun.これは、地球と太陽の距離の約41倍です。 Counting all 30 trillion cells would give an answer about 10 times too big.30兆個の細胞を全部数えると、答えは約10倍も大きくなりすぎてしまいます。

How does 2 meters of DNA fit inside one tiny nucleus?2メートルのDNAは、どうやって小さな核1つの中に入るのでしょうか。 The DNA wraps around small balls of protein, like thread on a spool.DNAは、糸が糸巻きに巻きつくように、たんぱく質の小さなかたまりに巻きついています。 Remember this next time you hear about trillions of cells.次に「何兆個もの細胞」という話を聞いたら、これを思い出してください。 Most of them have no nucleus.そのほとんどは、核を持っていないのです。

4択問題 Reading Quiz

Q1What is this story mainly about?

この話は主に何についてのものですか。
Q2About how many cells in the body have a nucleus?

体の中で核を持つ細胞は、約何個ですか。
Q3Why would the answer be too big if you counted all 30 trillion cells?

30兆個の細胞を全部数えると、なぜ答えが大きくなりすぎるのですか。
Q4In paragraph 5, the word "spool" is closest in meaning to

第5段落の spool という語に最も意味が近いのはどれですか。
Q5Which is true about a woman's DNA?

女性のDNAについて正しいのはどれですか。

重要語 Key Words（タップで裏返る）

cell名詞

細胞
Your skin is made of many cells.
皮ふはたくさんの細胞でできている。
💡 cell phone の cell と同じ語。もとは「小部屋」という意味。
molecule名詞

分子
A molecule is too small to see.
分子は小さすぎて見えない。
💡 形容詞は molecular（分子の）。
stretch動詞

のばす
Stretch your arms before you run.
走る前に腕をのばしなさい。
💡 stretch out で「いっぱいにのばす」。
chromosome名詞

染色体
The X chromosome is longer than the Y chromosome.
X染色体はY染色体より長い。
💡 chromo（色）＋ some（体）。色素でよく染まることから。
nucleus名詞

核
The nucleus holds most of the DNA in a cell.
核には、細胞のDNAのほとんどが入っている。
💡 複数形は nuclei（ニュークリアイ）。nuclear（核の）と同じ仲間。
trillion名詞

1兆
A trillion is a thousand billion.
1兆は1000億の10倍だ。
💡 million（100万）→ billion（10億）→ trillion（1兆）。
multiply動詞

かける
Multiply 4 by 5 to get 20.
4に5をかけると20になる。
💡 multiply A by B で「AにBをかける」。
wrap動詞

巻きつく、包む
She wrapped a scarf around her neck.
彼女は首にマフラーを巻いた。
💡 wrap around 〜で「〜に巻きつく」。発音は「ラップ」。