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NetScience Interview Mail 2003/12/18 Vol.258 |
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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）
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[12: 「お兄さんのあとをついていきなさい」] |
■続けちゃいますが、これはね、また違う話でね、僕は原理があると思っているんです。
○どんな原理ですか。
■芯の中を通っていくでしょ。ちょっと話離れちゃいますけども、さっき軸索が伸びていくという話で、ガイドになる分子の話をしたじゃないですか。アトラクティブなものとリパルシブなものがあると。
○ええ。呼んでいるもの、いわゆる誘導因子と、来るなと言っている因子があるという話ですね。
■ええ。でもショウジョウバエの脳でさえ、片半球で二万個もニューロンがある。しかもそれは中心脳って言ってるところだけなんです。そいつらが、いろんなね、外界のガイダンス・キューに従ってね、一個一個、二万個がめいめいに、キューに従って神経配線したら、どこかで混乱するでしょうと。トラブル起こるでしょうと。
だって、Ａっていうシグナルに対して、この遺伝子はこのレセプターを出してないから応答せずに、こっちのＢっていうレセプターに応答するといったことを考えると、組み合わせを利用するにしても、二万種類を別々に用意するのは、それはちょっといくらなんでも馬鹿馬鹿しい。
○はい。
■まあショウジョウバエは二万だから何とかなるとしても、人間だったら億ですよ。それはおかしいでしょうと。それを軽減するベーシックなルールがあるだろうと。実際には、ニューロン、ショウジョウバエは簡単で、ニューロブラストって言われている幹細胞からどんどん生まれてくるんです。幹細胞が不等分裂して、一つはニューロンになる。細胞分裂してどんどん生まれてくるから、古い奴は新しい奴に押しやられてくるんですよ。
そのときに、よく見てやると、軸索は、みんな同じ方向に伸ばしていくんですよ。一つのニューロブラストから生まれた奴は。束になって伸ばしていって、だから、要は、できた奴最初に伸ばしますよね。で、次の奴は下のほうにいって、というような感じでどんどんできていったときに、最初に何本か伸ばしていってる奴があると。そのあとに、次に伸びていく奴は、どうも、その中を通っていく。外からこうやってはいかないんです。
○なんでですか。
■なんでだろう。一つは、外側には、どうも物理的な仕切がある。グリア細胞がまわりにあって、逃げられないようにしているんじゃないか。それで中をどんどん走っていく。
○なるほど。
■たぶんね、あるルールがある。「お兄さんのあとをついていきなさい」と。
○なるほど。
■一つのニューロブラストから作られた兄弟神経、それらから伸びる軸索の束の断面を切ってやるとね、あまり厳格なことは言えないんですが、古い線維が回りにあって、新しい神経線維は必ず中にある。中に中に行く。中しか通れないっていうことがあるんだと思いますけど、細胞接着が強いとかでね。それでいけないようになっている。そうなっていくと逃れられないから、お兄さんのあとをついていきなさいとなると、必ず同じとこに行っちゃう。
○はい。
■最終的にはこれがバラけてね。古い奴はこっちに行く、新しい奴はあっちに行く、というときはバラけていくんですけども、ということはあるところまでは、アクソンガイダンスで呼んでるとかアトラクティブとかリパルシブだとかといったところを使わなくても、少なくともあるところまでは行くと。
細胞系譜、リネージで行けるってことがあるんだろうと。そうなると、ショウジョウバエのニューロブラストって、１００個ないんですよ。片半球あたり。そうなると、１００パターンくらいあれば、ベーシックなワイヤリングはできちゃう。さっき言った、内側がニューロパイルだとしますよね。細胞体のある場所からニューロパイルの適当なところまでは、ラフに行き先が決まっている。自分はニューロブラストＡの子供だから、お兄さんについていっちゃったらここまで行っちゃった、とか、ラフな経路は決まっていると。そのぶんの、アクソン・ガイダンスは省かれている。アクソン・ガイダンス分子に頼った軸索伸張は省かれているんだろうと。
そのくらい考えないと、二万とおり全部個別にね、自分の行き先を考えていたら、そりゃ迷子になるだろうと。ていうようなシステムがあるんだろうと。
○ふむ。
■だからさっきの、将来的には、さっき言った、α、β、γと違うニューロパイル領域、シナプス領域を作るときに、実際には同じ細胞系譜なんで、同じニューロブラスとからできているんだろうと。中心に行って、最初のうちは同じなんだけど、こいつだけは自分だけはリモデリングしたんで違うものができると。
そうすることによって、一つの細胞系譜−−こいつはマッシュルームボディ・ニューロブラストというんですけども、そこから複数の異なる軸索、複数のシナプス領域を創り出す。作るときには同じような経路を最初はつくっていく。ビジュアルコーテックスと運動野の話と同じですよね。いらない部分を除いていくことで違うものになる。視覚野と運動野で違う性質のニューロンである必要があるのに、作るときには最初、同じようなほうに伸ばしていって、同じように作っているんだけど、最終的には形を、いらないところを、それぞれ特異的なパターンで切り落とすことによって、視覚野、運動野それぞれのニューロンになるんだろうと。それとまあ同じようなことなんだろうと思います。
すみません、話がそれちゃいましたね。
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[13: まずは神経線維の束の中で穴が開く] |
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○丸く抜ける？ 神経線維の束の中で？
■ええ、クラスター状に。なんでこんな穴空いてるの。分からないと。これは再構成で、３０枚くらいの写真をスタックして分からないですが一枚の写真を見ても穴が空いている。
しかも軸索はあまり切れてないんですよ。その段階では。軸索切れてないのになんでこんな穴が空くのか分からない。なんでだろうか。
疑ったのは、シナプスですね。最初にも見たけども、プレシナプス・ブートンっていうのが数が減ったんじゃないかと。こいつらが、隣のブートン、隣のブートンっていう感じで、集団で欠落しているんじゃないかと。
○はい。
■そこで今度は、シナプス末端に運ばれるタンパク質っていう奴を、強制発現させてやる。するとそういうのも丸く抜ける。だから丸く抜ける部分は、シナプス末端であるブートンっていう部分、このブートンが、集団でボコッと抜けていくんじゃないかと。
これ、イメージしづらいんですよね。いまだにイメージしづらいんですけども。
○ええ。
■ブートンの場所にシナプスがあるわけですけども、違う神経線維のブートンもまたあるわけですね。全部がブートンだらけなんですけども、それが集団でなくなっていく。なくなっていくわけだけども、蛹期六時間目では軸索は切れるわけではない。たぶん、集団で縮んでいくんです。何か分からないけどもそういうことが起こっている。
○ブートンってスパインの部分？
■スパインっていうのは樹状突起の部分にあるんですよ。教科書に出ている神経線維なんてどこにあるんだみたいなものなんですよ。実際には軸索のなかにアクティブゾーンっていうのがあって、そこがまさにシナプスなんですよ。
○そのブートンの部分が抜けるだけで、こんなに、写真を見れば一目で分かるくらい穴が空くものなんですか。
■数十個とか数百個とかの単位でガバッと抜けるんでしょうね。
○シナプスが切れる前段階としてこうなるということですね。
■そう。取りあえず穴が空くとだけ思っていてください。
これは最初に見つけたんだけど、全然分からない。なんでこんな穴空くの、って思ったんだけど、最終的にはこれが答えを導いてくれました。
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[14: 蛹期６時間になったらブートンが欠落する] |
■ひょっとしたら、この中の奴、あとで通ってきた奴がここにシナプス作ってるんじゃないの、って可能性もあるわけです。押しのけて。じゃあ中の奴を同時にラベルしてやっても、やっぱり穴が見える。
○ということはニューロンはそこにはないということですね。
■穴は空いているわけです。ということで分子的なことであまり面白くないんですけども、本当にブートンの数は減るの？っていうのをね、神経細胞一個とってきて、実際に数えました。
○はい。
■ブートンも色々なんですけども、この場合は直径おおよそ１ミクロンくらいのものを数えました。実際にはここにシナプスがあるかどうかは電子顕微鏡で調べなくちゃいけないんで、本当はブートンなんて言っちゃいけなくて、ブートンじゃない、光学顕微鏡レベルの話では、これは「バリコシティ」っていうんですけどね。こぶですね。
○こぶですね、確かに。
■anatomy（解剖学）のヒトはバリコシティなのかスパインなのか、って言いますね。スパインは樹状突起、バリコシティはプレシナプスという判断を、かつての記載的な解剖学の人たちはしてました。ゴルジ染色なんかの時代ですけどね。そのときに形態から分類していたんです。
○はい。
■それでまあバリコシティの数を数えました。それと、本当に退縮じゃないのかということを調べるために、長さも測りました。３Ｄで計れるソフトウェアがあるので。
それでワイルドタイプ（野生型）では、三齢幼虫と、ゼロ時間と、蛹期６時間で変わりがないので、たしかに短くなってるわけじゃない。それでブートンの数を数えてやると、やっぱりがくっと減ると。３５％くらい減っている。というわけで確かにsingle cellのレベルで見ても、おそらく一つの細胞のレベルで見たら、蛹期６時間になったら、１００個のうち３５個はシュリンクして細くなっているだろうということが予想されて、確かに、ブートンが縮んでいる、もしくは欠落しているということが起こっているんだなと分かったわけです。
○なるほど。
■穴の空いた写真だけじゃ全然イメージできないですよね。軸索が壊れていく前段階でこんなことが起こっているって言われても「それがなに？ ふふん」って感じで。
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[15: 細胞内の自律的な機構だけではプルーニング起こらない] |
■だけども、これが最初に起こっているわけだから、
○次号へ続く…。
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◇『Ｗｅｂ業界の歩き方』（蒲 健太／翔泳社）
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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：
◇AIST・「産学官」交流フォーラム 「第７回 健康をサポートする先端技術」
http://www.aist.go.jp/aist_j/event/ev2003/ev20031225/ev20031225.html
12/25（金）13:30-17:00、産総研臨海副都心センター
◇地球シミュレータ平成15年度利用報告会
http://www.es.jamstec.go.jp/esc/jp/Projects/meeting_h15.html
来年1月 10日（土） 、1月 11日（日）。三田NNホール・多目的ホール
◇地球フロンティア研究システム・地球観測フロンティア研究システム合同シンポジウム2004
異常気象のなぞを追って -気候変動予測への挑戦-
http://www.jamstec.go.jp/frsgc/jp/sympo/2004/seika/index.html
1月14日（水） 13:30〜17:30。日本科学未来館 7階 みらいCANホール
◇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 チンパンジーのゲノム地図概要版を公開 米国立ゲノム研
http://www.asahi.com/science/update/1211/001.html
◇毎日 Ｈ２Ａ失敗原因 究明に独立調査委設置を＝科学環境部・田中泰義
http://www.mainichi.co.jp/eye/feature/details/science/Space/art/031213M061_0407101B10DG.html
◇毎日 「組込みソフト」でソフト産業復権を すでに1兆円、今後も拡大へ
http://www.mainichi.co.jp/digital/coverstory/archive/200312/15/1.html
◇毎日 世界最小のHDD開発 東芝
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200312/15/2.html
◇毎日 au携帯がバーコード読み取りに対応
http://www.mainichi.co.jp/digital/mobile/archive/200312/15/3.html
◇毎日 携帯電話のICカードでソニー方式を採用 KDDI
http://www.mainichi.co.jp/digital/mobile/archive/200312/12/3.html
◇毎日 元祖カンガルー？−−最古の有袋類化石、中国・遼寧省で発見
http://www.mainichi.co.jp/eye/feature/details/science/Bio/art/031212M123_4128101E10EB.html
◇毎日 携帯電話基地局の建設に住民らが反発 背景には電磁波被害への根深い懸念
http://www.mainichi.co.jp/digital/coverstory/archive/200312/10/1.html
◇毎日 無線LAN対応の携帯型IP電話機 エッジ
http://www.mainichi.co.jp/digital/mobile/archive/200312/10/1.html
◇毎日 NEC、世界最小のトランジスタ開発
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200312/09/6.html
◇毎日 騒音に強い「骨伝導」携帯発売 ツーカー
http://www.mainichi.co.jp/digital/mobile/archive/200312/09/2.html
◇共同 患者の２割でがん消失 乳がんの術前療法 抗がん剤が高い効果
http://kk.kyodo.co.jp/iryo/news/1209gan.html
◇共同 後発医薬品で１億円削減 医療費削減に期待
http://kk.kyodo.co.jp/iryo/news/1209iyakuhin.html
◇東京新聞 夢の核融合炉 高温の壁 海水から燃料 高レベル放射性廃棄物なし
http://www.tokyo-np.co.jp/00/sci/20031209/ftu_____sci_____000.shtml
◇東京新聞 遺伝子解析の新技術『ＨｉＣＥＰ』 脳研究へも応用の可能性
http://www.tokyo-np.co.jp/00/sci/20031209/ftu_____sci_____001.shtml
◇読売 日本が誘致目指す核融合実験炉、立地国４８％費用負担
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20031208ic27.htm
◇読売 アゴの骨から歯再生、犬の実験成功…ヒトにも期待
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20031214it01.htm
◇読売 原子力推進ロケットで木星衛星探査計画…ＮＡＳＡ
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20031210id05.htm
◇CNN 温暖化の始まりは８０００年前？ 米で新学説
http://www.watch.impress.co.jp/av/docs/20031215/daiso.htm
◇ZDNet ソニーとPhillipsの近距離無線通信規格をISO/IECが承認
http://www.zdnet.co.jp/news/0312/08/njbt_07.html
◇ZDNet 聴くと驚く？ 想像以上に音がいいA5503SAの秘密
http://www.zdnet.co.jp/mobile/0312/12/n_fm2.html
◇ZDNet ラジオでできた“通信と放送の融合”。テレビでは難しい？
http://www.zdnet.co.jp/mobile/0312/12/n_fm3.html
◇ZDNet TRONSHOW、注目の展示は“コレ”
http://www.zdnet.co.jp/news/0312/12/nj00_t_engine.html
◇ZDNet 「光プラスTV」開始 〜実機で分かった使い勝手
http://www.zdnet.co.jp/broadband/0312/12/lp17.html
◇ZDNet 統合失調症の幻覚を疑似体験 ヤンセンファーマが日本版装置を開発
http://www.zdnet.co.jp/news/0312/11/njbt_05.html
◇PC Watch TRONSHOW2004レポート 〜極小キューブPCやCEとの複合機を展示
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2003/1212/tron.htm
◇IT Pro TRONで動くWindowsCEが登場――TRONSHOWレポート1
http://itpro.nikkeibp.co.jp/free/NC/NEWS/20031212/137472/
◇IT Pro ICタグでお買い物――TRONSHOWレポート4
http://itpro.nikkeibp.co.jp/free/NC/NEWS/20031212/137478/
◇BizTech プラス、ホルムアルデヒドを吸着・分解するオフィス家具を発売へ
http://biztech.nikkeibp.co.jp/wcs/leaf/CID/onair/biztech/eco/281577
◇HotWIRED 国連ヒト・クローン禁止条約、決議延期期間を1年間に短縮で合意
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20031215207.html
◇HotWIRED 体温を氷点下まで下げる北極リスの体の秘密、宇宙旅行や臓器移植への応用に期待
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20031212301.html
◇HotWIRED ネットで見つけた、おもしろ科学ギフト
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20031212202.html
◇HotWIRED 光子(フォトン)を完全に停止させることに成功
http://www.hotwired.co.jp/news/news/technology/story/20031211302.html
◇HotWIRED ES細胞から分化させたマウスの精子で受精に成功
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20031211303.html
◇HotWIRED 三面鏡型でつぎ目なしの40インチ液晶モニター
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20031211304.html
◇HotWIRED ウィンドウズを搭載した銀行ATMに初のウイルス
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20031211305.html
◇HotWIRED 米国の全入国者指紋・写真チェックシステム、年明けから稼働
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20031210201.html
◇HotWIRED ナノ粒子で血液中の毒素を除去する新しい治療法が開発中
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20031209302.html
◇HotWIRED 地球温暖化の影響でヨーロッパが寒冷化？
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20031209303.html
◇HotWIRED 低コスト軌道打ち上げロケット『ファルコン』の詳細が明らかに
http://www.hotwired.co.jp/news/news/technology/story/20031208301.html
◇CNET 米インテル、ベイズ理論に基づくマシンラーニングライブラリを公開
http://japan.cnet.com/news/ent/story/0,2000047623,20062570,00.htm
◇JAMSTEC 地球シミュレーターでアラスカ地震を再現 ２回目の「ゴードン・ベル賞」を受賞
http://www.jamstec.go.jp/jamstec-j/PR/0312/1205/
◇ケータイWatch MTC、ぬいぐるみに内蔵するコミュニケーション装置
http://k-tai.impress.co.jp/cda/article/news_toppage/16832.html
◇産総研 原子力プラントのための保全情報場技術 原子力プラントをまるごとディジタル化し、みえなかったものをみえるようにする技術の研究開発
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2003/pr20031210/pr20031210.html
◇日立 日立と日本オラクルが、ミューチップを使用した物流会社向けロジスティクスシステムを共同開発
http://www.hitachi.co.jp/New/cnews/031215a.html
◇日立 世界最大級のグリッドコンピューティングシステムを岡崎国立共同研究機構から受注
http://www.hitachi.co.jp/New/cnews/031215.html
◇総務省 量子情報通信技術研究開発戦略−２１世紀の革命的なネットワーク社会の実現に向けて−−「量子情報通信研究推進会議」報告−
http://www.soumu.go.jp/s-news/2003/031120_5.html
◇ファミ通.com 【見習い記者の取材日記】第40回 ソニー最先端の科学技術を体験！
http://www.famitsu.com/game/serial/2003/12/12/364,1071157702,19095,0,0.html
◇電撃オンライン ゲームが子どもに与える影響とは? 心理学専門家による講義が東京大学で開催
http://www.dengekionline.com/data/news/2003/12/13/a2670c827808ce5754bf44df529ce98c.html
◇MYCOM PC WEB TRONSHOW2004がいよいよ開幕 - ソフト流通の新方式「T-Dist」も稼働
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2003/12/11/13.html
◇MYCOM PC WEB・IEDM2003レポート 米IBM、自己組織化を利用してナノクリスタル・メモリを試作
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2003/12/11/12.html
◇MYCOM PC WEB 日立、燃料電池実用化に向け東海と燃料カートリッジを共同開発へ
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2003/12/10/19.html
◇MYCOM PC WEB・IEDM2003レポート 「ナノテクの基礎研究に国際協調を」…プレナリー・セッションより
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2003/12/10/21.html
◇MYCOM PC WEB。SFC Open Research Forum 2003 (1) - ユビキタスで世界に貢献
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2003/12/10/15.html
(2) - 情報化で変わるまちづくり
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2003/12/10/16.html
◇ＪＳＴ 種子貯蔵タンパク質の蓄積メカニズムを解明
http://www.jst.go.jp/pr/info/info17/index.html
◇JAXA 火星探査機「のぞみ」の火星周回軌道への投入断念について
http://www.isas.ac.jp/dtc/news/1209.shtml
◇AIST 日仏ロボット工学共同研究ラボラトリー設立に係る調印式
http://www.aist.go.jp/aist_j/topics/to2003/to20031210/to20031210.html
◇京都大学・人文科学研究所・加藤和人研究室 森山和道の ゲノムひろば2003 in 東京 取材レポート
http://www.zinbun.kyoto-u.ac.jp/~kato/07kikaku/moriyama_report1.html
◇Yahoo! Books インタビュー・上野正彦『男と女の悲しい死体 監察医は見た』（青春出版社）
http://books.yahoo.co.jp/featured/interview/20031210ueno/01.html
◇科学技術者のための総合リソースガイド・NetScience
http://www.netscience.ne.jp/
＊ここは、科学に関連するイベントの一行告知、URL紹介など、
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。
なおこの欄は無料です。
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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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