NetScience Interview Mail 2003/11/27 Vol.255 |
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【粟崎健(あわさき・たけし)@東京大学 分子細胞生物学研究所 細胞機能情報研究センター・高次構造研究分野】
研究:昆虫の神経発生
研究室ホームページ:http://jfly.iam.u-tokyo.ac.jp/lab/
○昆虫が幼虫から蛹を経て成虫になると、幼虫のときとは食べ物はもちろん、行動様式も全く変わってしまいます。芋虫が羽を生やしていきなり空を飛び、これまで食べたことのないものを食べ、生殖活動を行うようになります。蛹のときに、昆虫の脳ではいったい何が起こっているのでしょうか。おそらく、ダイナミックな神経系の再編成が行われているに違いありません。それは昆虫だけの特別な性質に過ぎないのでしょうか。そんな疑問を抱えて、昆虫の変態時の神経系の様子から、神経系の不思議に迫ろうとする粟崎健さんに話を伺いました。
これまでにも本誌では昆虫に関するインタビューをたびたび行ってきました。合わせて読み直して頂ければ幸いです。(編集部)
[03: 昆虫の脳構造 細胞体は表層、シナプスは内層に] |
■そのときもう一つ面白いこと−−これまだ予想のままであとで事実は言いますが−−細胞ってね、普通、細胞死っていうのはさ、細胞が死んでいくわけですよね。よく言われているのは核が凝縮して最後には膜が破裂して死んでしまうと。そしてそれをコントロールする機構を持っているんだと。
○はい。
■昆虫の神経はちょっと特殊で、モノポーラーなんですよね。
○ん?
■ほら、よく見られる普通の神経細胞の絵がありますね。教科書にのっている奴。
細胞体から軸索が伸びていて、樹状突起があると。要は極がいっぱいあって、マルチポーラーなんですけども、昆虫の神経はそうじゃないんです。
細胞体のすぐそばにデンドライト(樹状突起)があるっていうのが脊椎動物の神経なんですけども、昆虫の神経っていうのは細胞体があって、そこから一本しか伸ばさないんですよ。そして分岐するんです。そして片方が樹状突起になる。樹状突起っていうのはインプットですね。情報はこっちから来てあっちへ行くとなるんです。もう片方がアウトプットになる。
○なるほど、そうなってるんだ。
■ちょっと話がずれてきちゃってますが、バックグラウンドは知っておいてもらったほうがいいので。
○はい。
■そのときに、どうしてこんなになっちゃうのか。
昆虫の脳っていうのはね、バッと切ってやるとするじゃないですか、断面で。すると、表層と内層に別れるんです。
表層、コーテックスの部分はほとんど細胞体なんです。場所によっては細胞体の層が厚かったり薄かったりということはありますけども、そこから中に向けて神経突起を伸ばしていて、内層で分岐しているんです。だから内層は配線しかない。外側にみんな細胞体がある。
そうすると、情報は、中だけで流れるんです。普通、こっから情報が入って流れていくじゃないですか。しかし、昆虫の場合は、ここで興奮しましたとなると、情報は一方向にしか伝わらない。こう伝わって、ここで違うものに連絡している細胞に伝えられて、という形で、中だけで回っている。
○つまり、昆虫の神経はほとんどモノポーラーで、細胞体が神経系表層にあり、そこから内部へ軸索を伸ばしているということですね。
■そう。だから形態的にも脊椎動物とは全然違っている。
おそらくこれは進化的な問題で、どういう構造にするかは、それぞれの作り方のストラテジーに依存している。
昆虫の場合はあまり大きくできないなかで、最大限の「ニューロパイル」とよばれる神経領域を作るためにどうすれば良いかということで、こうなってるんだと思うんですけど。
○ええ。
■脊椎動物の場合は、白質っていってる部分が内側にあって、結局線維が通過していって、外層にある細胞体のまわりの樹状突起で結びついているわけですが、昆虫はそうじゃない。中がまさにシナプスなんです。細胞体の位置とシナプスの位置っていうのは、脊椎動物ではだいたい一致するんで、細胞体があれば、そこはインプットの場所だと考えればいいんですが、昆虫の場合そうじゃないんです。これはあまり知られてないんですけども。
○僕も知りませんでした。
■うん、僕も、教科書に書いてあっても、あまりイメージできなくて。実際になにか仕事していくと、いろいろイメージができていく、「あ〜、こういう風に情報が流れているんだ」と。
[04: シナプスをなくすとき、神経細胞は退縮するのではないらしい] |
データベース |
○細胞死の話です。
■そうそう。もしこうして神経回路が作り換えられるとすれば、ある細胞の一部だけをなくしてしまうということなんじゃないか。つまり軸索とか樹状突起とか、細胞の一部だけを変化させて、シナプスをなくしてしまうというようなことをするわけです。
それで考えたのは、ひょっとして細胞の一部を、自分の一部分だけを殺してしまう、たとえば手だけをもいでしまう、あるいは手だけを縮めるような、そういうことをしているんじゃないかと考えたわけです。
■細胞によっては移動性を持っていて、移動する際に細胞の形がニューって変わったり、しますよね。そういうふうに考えると神経線維が縮むっていうのはそんなにヘンなことじゃない。最初そう思って仕事していたんです。答えを先に言ってしまいますが、実際にはそうじゃないらしい。
○じゃあどんなことなんですか。
■軸索って普通に伸ばすときに−−これっていろんな人がやっていることですけど、神経発生のメインとしては、どうやってターゲットに向かって神経突起を伸ばしているんだろうという問題がありますよね。それで言われているのは、いろんなアトラクティブ(誘因的)なシグナルとか、リパルシブ(阻害的)なシグナルとかに反応して伸ばしていくと。リパルシブなものに応答したときには、リトラクション、退縮していくと。
○ええ。
■それで最初は退縮させて、枝を落として、つくっていけば良いんじゃないかと思ったんですが、実際にはそうじゃないらしい。
○どうなんですか?
■これから言わせてください。もうだいぶ喋っちゃいましたが(笑)。
[05: 「何かしら根本的な理解に繋がるようなこと」をやりたい] |
■まあそんなような謎をいっぱい含んでいるんで、面白いだろうと。
神経回路の作り換えが起こるということが、昆虫では当たり前のように起こっていて、それを制御する機構が存在している。
神経細胞の一つの特性として、そういう機構があることが分かれば、何らかの同様な機構が、人間とかでも働いていて、それが何かやってるだろうという解明にも繋がるだろう。
こういった機構というものは隠されていて、今までは良く分かっていなかったけども、そういう能力が神経細胞にあることが分かれば、それは何らかの機能を持っているだろうという予想ができる。そういうことがまあ研究のバックグラウンドと言えばバックグラウンドです。
○ええ。
■こういった考えは、今までの流れです。ここ10年20年のね。ショウジョウバエでは、やっぱりゲノムが分かったのが一番大きいですね。
基本的には設計図とか、生物が生命活動するための部品みたいなもの−−遺伝子も部品みたいなものだと考えたら、そういったものは、ほとんど共通だった。人間であろうが、ショウジョウバエであろうが、線虫であろうが。それをどういうふうに組み合わせて、複雑な生き物から単純な生き物まで作ることができる。ということはベーシックな部品が分かれば、それは何らかの形で違う生物も使っている。
基本的な部品を組み合わせたところで、一つの器官とかができるわけですよ。それ自身は非常に違っているかもしれないけど、個々の部品を見ると非常に似ている。
こういったことが、ゲノムが分かってきたことで、そんなことだろうと分かってきた。だから単純な生物を調べて基本的な部品を明らかにしようとなってきたわけです。
○はい。
■ただ、僕は、そんなに、治療とかヒトとかに研究を進めたいとは考えていないんです。
というよりは、生命の根本的なメカニズムがあるはずだと。その根本的なメカニズムを理解していくことで、生物というものが理解できるだろうと。そういう風に生物を理解していけば、そのなかの一部は、治療とか、人間の活動や、発生の理解にも発展できるだろうと。そういった分野には別のスペシャリストたちがいっぱいいるわけで彼らが発展させるのが得意なわけです。
だから僕は、ピュアサイエンス−−というとちょっと言い方おかしいですけど、とにかく生命現象の不思議を解き明かすということが使命だろうと考えてます。そこに僕のモチベーションがあります。
○なるほど。
■「なぜ」というモチベーションが大きい。そういうことをみんなが一生懸命やると。みんな生活もかかってますからね(笑)。くじけずに、妥協せずにやると。そういうのがサイエンスのベースにあって、そこで明らかになった知識の一端が次の世代に応用として使われたり使われなかったりする。
まあどんなものでもそうですけど、パイが大きければ大きいほど、土台が大きければ大きいほど、そのあとにできあがってくるものは絶対高い。
○ええ。
■限られた、限定したね、今のヒトのイメージでね、こういうことをしたらこれに役立つなんていうちっちゃなイメージで−−それはまあ大切なことですけども、それでできてくる高さっていうのはしれている。今の人のイメージで捉えられるものでしかないでしょう。
○そうですね。
■「こうやったらこうなる」といったね。でも今までのサイエンスの発達の歴史を見ていると、この世代ではとても思いつかないことが次の世代では起こっているわけです。だからイマジネーションで捉えられることだけをやっていたら、とてもじゃないけど、そんなの追いつかないわけです。
だから、いろんなことを調べていって、それから、次の世代では違うイマジネーションができてくる。そこで違うものを作っていく。それが僕たちの仕事だと思って僕はやってます。
○ふむ。
■そういうモチベーションのもとで仕事をやってるから、役に立たないから意味がないとか、そういうことは絶対に思わないですね。できればジェネラル−−根本原理に繋がるようなこと−−それを見つけたいということが僕はあるんです。何かしら根本的な理解に繋がるようなこと、それでいて自分の興味にあったこと、そんなことをやっていきたいと考えているんです。
○はい。
○次号へ続く…。
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◇『こうすれば病気は治る 心とからだの免疫学』(安保 徹/新潮選書)
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◇『ウォーター・マネー 石油から水へ世界覇権戦争』(浜田和幸/光文社)
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◇『アニマルテクノロジー』(東京大学出版会/佐藤英明)
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◇『日本の天然記念物 自然紀行』(講談社)
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◇『インテリジェントCAR 最先端のクルマASVを完全試乗レポート』(別冊宝島)
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◇裳華房 自然科学系の雑誌一覧−最新号の特集等タイトルとリンク−
http://www.shokabo.co.jp/magazine/
■イベント:
◇第45回 人工知能セミナー
http://www.ai-gakkai.or.jp/jsai/seminar/45.html
12/15日、機械振興会館研修室
◇理数系教育公開シンポジウム[理数系教育の再生を目指して −現場からの提言、現場への提言−]開催のお知らせ
http://matsuda.c.u-tokyo.ac.jp/forum/message/6126.html
12/13日、13:30〜17:30。東京大学(駒場)13号館1313教室
◇裳華房 2003年 学会主催一般講演会・公開シンポジウムなど
http://www.shokabo.co.jp/keyword/2003_openlecture.html
◇裳華房 研究所等の一般公開
http://www.shokabo.co.jp/keyword/2003_openday.html
■ U R L :
◇朝日 数ミリ間隔で格子状センサー、圧力感じる電子皮膚を開発
http://www.asahi.com/science/update/1122/001.html
◇朝日 直径8キロ、香川に隕石クレーター 列島形成に影響か
http://www.asahi.com/science/update/1122/002.html
◇朝日 学研の「学習」、年3回刊に、「科学」は月刊維持
http://www.asahi.com/culture/update/1121/011.html
◇朝日 うつ病治療に磁気刺激療法 くすりによる効果が得られなかった人の3分の2に有効
http://www.asahi.com/health/jhcolumn/031120/index.html
◇読売 南極観測、輸送費低減など注文…大規模研究開発を評価
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20031119i513.htm
◇読売 音声入力で瞬時にカルテ、神戸大が開発・導入
http://www.yomiuri.co.jp/iryou/news_i/20031117so11.htm
◇毎日 総務省研究会、量子情報通信の早期実現施策
http://www.mainichi.co.jp/digital/network/archive/200311/21/11.html
◇毎日・[なんとかなる!?]育毛・植毛最前線/中(その1) 遺伝子研究生かし、育毛剤に
http://www.mainichi.co.jp/eye/feature/details/science/Medical/art/031119M066_1315101E10HB.html
◇日経 セガトイズ、室内で飛ばせる電動飛行機
http://www.nikkei.co.jp/newpro/news/20031116e002y28114.html
◇東京新聞 カメ『遺伝子汚染』 じわり 『外来種6割』報告も中国産と交配で危機
http://www.tokyo-np.co.jp/00/sci/20031118/ftu_____sci_____003.shtml
◇東京新聞 ダム建設で『水の砂漠化』 地崎 剛
http://www.tokyo-np.co.jp/00/sci/20031118/ftu_____sci_____004.shtml
◇日本工業新聞 サンギ、歯の修復効果高める歯磨き粉の新技術開発
http://www.jij.co.jp/news/bio/art-20031117184419-KVJYXWDFWU.nwc
◇日本工業新聞 電波吸収体で無線LANの通信速度40%アップ フジタと青学大が成功
http://www.jij.co.jp/news/soft/art-20031117214008-CLHIOPJGIN.nwc
◇日本工業新聞 米デルファイ、乗員検知する次世代エアバッグを日産に初納入
http://www.jij.co.jp/news/car/art-20031117214344-ZXDKSOCODS.nwc
◇日本工業新聞 電通大が自律移動型の加工用小型ロボットを開発
http://www.jij.co.jp/news/car/art-20031117180151-YWXNTFURFR.nwc
◇日本工業新聞 京大、ヒトES細胞を使った国内研究が年明けにもスタート
http://www.jij.co.jp/news/bio/art-20031119185952-WNHOFEKOWF.nwc
◇日本工業新聞 論文から遺伝子相互関係を抽出、東大が自然言語処理技術
http://www.jij.co.jp/news/bio/art-20031120190221-LAPEFQDFZT.nwc
◇日本工業新聞社 三洋電機が次世代型の細胞培養容器事業に参入
http://www.jij.co.jp/news/bio/art-20031118214854-XXLSPITDQJ.nwc
◇日本工業新聞社 ポリマテック、熱伝導率6倍の絶縁性高分子材料を開発
http://www.jij.co.jp/news/chemical/art-20031118202120-RSLQCXBYFX.nwc
◇日本共産党・ノーベル物理学賞受賞の小柴昌俊さん大いに語る
上 世界をリードする科学研究に最低の「C」評価とは納得できない
http://www.jcp.or.jp/akahata/aik2/2003-11-17/01_05f.html
下 国立大法人化で基礎科学や文学が冷や飯食うのは困る
http://www.jcp.or.jp/akahata/aik2/2003-11-18/01_03.html
◇科学新聞 大学教員の研究時間、減少
http://www.sci-news.co.jp/news/200311/151114.htm#1
◇BizTech 2008年度の車載情報端末市場は3000億円規模へ、PCと携帯は成熟
http://biztech.nikkeibp.co.jp/wcs/leaf/CID/onair/biztech/madat/277679
◇BizTech 「みどり2」機能喪失が暗示する衛星低コスト化の可能性
http://biztech.nikkeibp.co.jp/wcs/leaf/CID/onair/biztech/mech/277777
◇日本惑星協会 2004年版カレンダー
http://www.planetary.or.jp/goods/2003/calendar.html
◇JAXA 火星探査機“のぞみ”の現状について
http://www.isas.jaxa.jp/j/snews/2003/1120.shtml
◇文部科学省科学技術政策研究所 第2調査研究グループ 科学技術理解増進と科学コミュニケーションの活性化について
http://www.nistep.go.jp/achiev/abs/jpn/mat100j/mat100aj.html
◇MRI 「電子自治体の構築状況とワンストップサービスに関する実態調査結果」について
http://www.mri.co.jp/PRESS/2003/pr031120_egc01.html
◇INTERNET Watch【イベントレポート:SFC OPEN RESEARCH FORUM 2003】慶應大村井教授と東大坂村教授、ユビキタス社会をテーマに対談
http://internet.watch.impress.co.jp/cda/event/2003/11/20/1214.html
◇INTERNET Watch 大日本印刷など、ICタグによって登下校情報をメールで配信するサービス
http://internet.watch.impress.co.jp/cda/news/2003/11/18/1176.html
◇ASCII24【Inter BEE 2003 Vol.1】国際放送機器の総合展示会“Inter BEE 2003”開幕!
http://ascii24.com/news/i/topi/article/2003/11/19/646955-000.html
◇ZDNet 無線LANを使った高精度位置検知システムが製品化へ
http://www.zdnet.co.jp/news/0311/19/nj00_airloca.html
◇ZDNet 無線ICタグ、普及の準備は整った?
http://www.zdnet.co.jp/mobile/0311/19/rfid.html
◇ZDnet Wal-Mart、RFID技術のテストをひそかに実施
http://www.zdnet.co.jp/news/0311/18/nebt_06.html
◇(株)マクネット RFID Sokution Market '04(PDF)
http://www.amy.hi-ho.ne.jp/yna-mcnet/Release%20RFID.pdf
◇HotWIRED マリファナの活性成分を合成して脳損傷の進行を阻止
http://www.hotwired.co.jp/news/news/technology/story/20031119303.html
◇ZDNet 空を飛び、感情を理解し、自然な表情を見せる――進化するロボットたち
http://www.zdnet.co.jp/news/0311/19/nj00_robot.html
◇MYCOM PC Web 早稲田大学とテムザック、60kgの男性を軽々運ぶ2速歩行ロボットを披露
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2003/11/21/11.html
◇セイコーエプソン 世界最小 空飛ぶマイクロロボット μFR(マイクロ・フライング・ロボット)を開発、「2003国際ロボット展」に出展
http://www.epson.co.jp/osirase/2003/031117.htm
◇ココロ アクトロイド・オフィシャルサイト
http://www.kokoro-dreams.co.jp/ng/news/20031118_actroid/20031118_actroid.html
◇PC Watch・森山和道の人と機械の境界面
2003国際ロボット展レポート 〜夢の現状を確認する場所
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2003/1121/kyokai17.htm
◇PC Watch・森山和道の人と機械の境界面 未来の車は多足多輪? 「ハルキゲニア・プロジェクト」発表
まるでスケボーに乗った王蟲−8本の足で自由自在な機動性
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2003/1127/kyokai18.htm
◇科学技術者のための総合リソースガイド・NetScience
http://www.netscience.ne.jp/
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皆様からお寄せいただいた情報を掲示する欄です。情報をお待ちしております。
基本的には一行告知ですが、情報が少ないときにはこういう形で掲示していきます。
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発行人:株式会社サイネックス ネットサイエンス事業部【科学技術ソフトウェアデータベース・ネットサイエンス】 編集人:森山和道【フリーライター】 |
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