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【知の先端】奈良先端科学技術大学院大学教授・高橋淑子さん(産経新聞)

 □体組織構築の“司令塔”解明

 ■細胞の切断・整形導く がん転移の仕組み解明も

 私たちの体は約60兆個の細胞でできている。たったひとつの受精卵が多様な組織に分化していく発生・分化の段階では、細胞はさまざまに変化・移動して組織や個体が構築される。奈良先端科学技術大学院大学の高橋淑子教授は昨年、骨や筋肉の元になる組織で「エフリン」というタンパク質が細胞の切断と整形の司令塔の役割を果たしていることを突き止めた。この成果は、再生医療の実用化やがん転移のメカニズム解明に役立つ可能性があるという。(伊藤壽一郎)

                   ◇

 ≪ニワトリ胚≫

 「発生・分化のとき、細胞は一瞬たりとも同じ形をしていない。単純だった胚(はい)がみるみるうちに、いくつもの小組織へと変化していく。ここにはたくさんのミステリーがあり、それらを解いてみたいと思った」

 広島大学理学部の学生時代は、ワンダーフォーゲル部の活動に打ち込み、いかに授業に出ないで単位を取るかばかり考えていた。だが、「授業で触れた細胞の美しさにしびれてしまって」京都大学大学院へ進学。発生生物学の権威である岡田節人(ときんど)教授(現名誉教授)のもとで、わが国初のES細胞(胚性幹細胞)の解析を通じ、細胞分化の研究に打ち込んだ。

 学位取得後、1988年に仏国立科学センター発生生物学研究所の客員研究員に。割り当てられたテーマは「ニワトリ胚」の発生に関する研究で、この出合いが大きな転機となった。

 「ニワトリ胚は、実験動物の中では特例中の特例といえる存在。大きいから卵の殻に穴を空けるだけで、生きたまま移植手術や遺伝子操作の影響を詳細に観察できる」。ミステリーを解く鍵が見つかる可能性にすっかり魅せられ、帰国後もニワトリ胚の研究を続けた。

 ≪はさみの正体≫

 ヒトやニワトリなどの脊椎(せきつい)動物は、胚から分化する過程で、背骨や骨格筋の元になる「体節」というひとつながりの細長い組織を形成する。これがいくつかの決まった部分で切れて小さな分節となり、骨や筋肉に変化していく。

 体節はなぜ切れるのか。高橋さんはまず、切れる部分の細胞を、切れないはずの場所に移植した。すると、体節は移植した部分で切れた。

 「切れる部分に、指令を出す物質があるはずだ」

 今度は、切れる部分だけに存在する物質を調べ、それらを作る遺伝子を1つずつ、切れない部分に導入。ニワトリ胚だからこそ可能な実験だった。何日も徹夜して、20種類の物質について検証した結果、エフリンが作られたときだけ体節が切れることが分かった。

 「はさみの正体は、お前やったんかい!」。実験室で思わず叫んでいた。

 現在、iPS細胞(人工多能性幹細胞)などによる再生医療の研究が進んでいるが、「エフリンによる制御が実現すれば、再生中の組織を任意の場所で切断するなど、患者に合わせた組織形成が可能になるだろう」と高橋さんは話す。

 ≪細胞の変化も制御≫

 エフリンの役割は、はさみだけではなかった。体節の細胞は、不定形で組織内を動き回る「間充織(かんじゅうしき)細胞」だが、切断面近くの細胞は、規則的に並んで組織の表面を滑らかに覆う「上皮細胞」に変化していた。組織形成と細胞の形態変化を同時にコントロールしていたのだ。

 さらに、エフリンが働いた切れ目近くの細胞は血管の元になる細胞に変化。血管が作られるべき場所へ引き寄せられるように大移動し、血管を形成することが分かった。

 これらの発見の意義は大きい。消化器系のがんは、胃腸の内側の上皮細胞が腫瘍(しゅよう)化し、それが間充織細胞に変化して移動し、血流に乗って全身に転移する。

 「細胞の挙動という点からみると、ニワトリ胚でエフリンが起こした現象とよく似ている。エフリンを手掛かりに、がん転移のメカニズムも解明していきたい」

                   ◇

 【history】

 ■細胞の声が聞こえるようになった

 仏国立科学センター発生生物学研究所では、仏科学界の重鎮と呼ばれる女性研究者、ルドワラン所長から“鉄拳教育”を受けた。

 「実験結果を報告したり研究テーマを相談しても、常に『つまらない』と一蹴(いっしゅう)された。百戦百敗だった。けれど、百回挑んだことが自分の成長につながった」

 ニワトリ胚の研究に没頭した同研究所で、分化過程の脊椎と周辺組織の“コミュニケーション”に興味を持った。「細胞は実に美しく分化し組織をつくっていく。これは脊椎と筋肉系、骨系の細胞がなにか話をしてるんちゃうか?」

 細胞の声が聞きたい。そんな思いで研究を続けるうち、細胞のふるまいは人間社会と似ていることに気がついた。「細胞は変化し、体内を旅し、出合い、そして死ぬ。まったく同じですね」

 今では細胞の声が聞こえるようになった。「そう言うと、まわりの人は困った顔をするけれど、ニワトリ胚は、ちゃんと答えを聞かせてくれました」と笑う。

 細胞がささやき合う声とは、発生生物学の古典的テーマである組織間相互作用にほかならない。「それを一生かけて遺伝子レベルで解析していきたい」

                   ◇

【プロフィル】高橋淑子

 たかはし・よしこ 昭和35年6月、広島市生まれ。昭和58年広島大理学部卒業。63年京大大学院理学研究科博士課程修了、渡仏して仏国立科学センター発生生物学研究所客員研究員。米オレゴン大、コロンビア大の客員研究員、北里大理学部助教授などを経て、平成10年奈良先端科学技術大学院大助教授、17年教授。理化学研究所発生・再生科学総合研究センターチームリーダー、総合科学技術会議専門委員なども務める。22年、第30回猿橋賞受賞。

 ■趣味 小学校から続けている合唱。現在は大阪フィルハーモニー交響楽団の合唱団に所属し、年4回ほど舞台に立つ

 ■感動した1冊 司馬遼太郎さんの「竜馬がゆく」。発想力こそが科学に必要なオリジナリティーだと思う

 ■研究がうまくいかないとき チャイコフスキーやベートーベンの気持ちになって「彼らも最初は見向きもされなかった」と自分を慰めたり、座右の銘であるワンゲル部歌の一節、「道なき道は、わが人生」をつぶやく

 ■若手研究者にひと言 自分の殻を破ってみよう。がむしゃらにやってみよう。ただし、研究は楽しいけれど、楽しいと楽(らく)はちゃうでぇ

 ■家族 両親と兄。現在は奈良市・東大寺の近くで1人暮らし

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