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NetScience Interview Mail 2004/01/08 Vol.260 |
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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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[17: 「俺を食え」シグナル] |
■あとはエクダイソンを受容できないようにしてやったとき、どうなるか。
エクダイソン状態のドミナントネガティブっていうのをキノコ体神経に発現させると、プルーニングできなくなります。
○ふむ。
■そのときに、いじっているのは神経細胞だけなんですよね。
じゃあその時に、グリア細胞どうなりますかって調べたときに、グリア細胞はなんとなく侵入はできるんだけど、囲いこみができないんですよ。囲いこみとか飲み込みができない。
だから、もしグリア細胞がブートンを囲んでいるけども分解できない、というのではなくて、グリアが貪食しようとすることさえできなくなるわけです。
○ええ。
■ということは、考えられるのは、キノコ体のほうでね、何かシグナルがあるんだろうと。「俺を食え」と。そのためにはエクダイソンの受容が必要で。それをセンス、感知して、グリア細胞がその一部を食っているらしい。ということが予想されます。
○ふーむ。
■さっき、ファシクリンII出したら、なぜプルーニング遅れたの、という問題がありますね。グリアはプロセスを伸ばして侵入して、貪食していくんです。最初は長い線維をグリアが伸ばしていって、それがブートンを集団で囲って、それを分解して、その場所はグリア細胞に置き換えていく。それが実験では分かる。強制的にファシクリンIIを発現してやると、グリアは早い時間に入ってこれないんですよ。 ということは、ホモフィリック（homophilic、同一分子間の結合）な細胞接着因子を大量に出しちゃったから、異常に細胞がくっついちゃって、あまりにも硬いんで、グリアは侵入できなくなった。 そのことによって、つまりグリアの動きを妨げてしまったためにプルーニングは遅れたんだと。グリアは、プルーニング、すなわち軸索分岐をなくすためには、非常に大切なんだということが分かった。
○はい。
■だから仮説としては、エクダイソンを利用して、eat meシグナル−−eat meシグナルっていうのはプログラム細胞死をおこした細胞は、最終的に外からやってきたマクロファージみたいな貪食細胞に食われて、その中で分解されます。そのときまずね、マクロファージに対して呼び込みのシグナルを出してるらしいんですね。それがeat meシグナルです。
○「僕はもうだめです〜」っていうシグナルですね。
■そうです。食べてくださいと。それをセンスしてマクロファージがやってくる。だから壊れてたから食べてもらうというよりは、もっと積極的に、プログラム細胞死をおこした細胞は、自分のなかで、膜に対してeat meシグナルを出せと、核に対してはDNAを壊せと命令してるんですね。すみやかに、いらない奴は消えていかないと困るんですよ。絶対に悪さするんで。
○ブートンもそういうメカニズムなんでしょうか。
■それは分からない。そこがいまちょっとつまづいているというか、解像度の限界があるのと、いまグリアのほうをいじっちゃってるので、キノコ体のほうは普通の抗体染色しかできないんです。技術的に難しいところがあって、ちょっと分からない。
分からないんですけど、おそらく、縮むときに、さっき「囲い込む」って言ったじゃないですか。縮む、もしくはなくなっていくときに、グリアが囲んでいるわけですよ。そのときは当然、周囲のそれ以外の部分も囲んでいるわけですね。だからそういうところも同時に壊していってるんだと思うんですけどね。すごくイメージしづらい。
○どこから食べてるんでしょうね。
■これ全部壊していったら、６時間後に切れてるはずじゃない。
○はい。
■だから、ちょっとずつ食ってるんだという気がするんだよね。だってそうじゃない
と、最終的に縮むわけでしょ。蛹期の６時間のときには切れてるわけじゃない。切れ
てるんだったらば、さっとなくなるはずなんだけど、そうじゃないから、ちょっとずつ
食ってるんだろうな。たぶん、丸飲みしたままちょっとずつ食ってるんでしょうね。
エンドサイトーシスみたいなことをやればそれは可能なんですけども。
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[18: ミクログリア] |
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■ミクログリアが重要だっていうのは、リモデリングのときに大事らしいんですよね。スキャベンジのところかどうか分からないですけども。でも僕がいま興味あるのは、ブートンなくすときにね、ラーニングのときに、いらないブートンといるブートンが別れているはずだと。まあその実験はやってないんですけども。ブートンが、いらない奴は出ていくんだろうと。そのときにね、自分でね、自分の細胞機構を動かして壊すのは時間がかかるだろうと。積極的にやるときにはグリアを呼び込んで、「このブートンいらないよ」と。なんてなってたら非常に面白いだろうなあ……と思います。
○うん、澤田先生はミクログリアは単なる掃除屋じゃなくて非常に積極的にいろんなことに関わっているんだというお考えをお持ちでした。ミクログリアは、細胞間のコーディネーターだと。まだなかなかどうなのかなあというところではありますが、非常に面白い話だなと僕は思ってます。
■そうなんですか。僕は知らなかった。
○神経幹細胞とミクログリアを一緒に培養して、その細胞間相互作用を調べようとしているところだと数年前に僕が取材に伺ったときには仰ってました。
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[19: グリア細胞の積極的な役割？] |
■これから僕らがショウジョウバエでやりたいことの一つは、学習が起こっているときに、実際にブートンが減っていくのか。そのときはグリア細胞は積極的にブートンを減らしていったりしてるんだろうかということです。
○プルーニング以外のところではそういう活動やってるんでしょうか。刈り込み以外のところでは。それと、なくなったあとにもう一回伸ばしますよね。そのときにはどういう役割分担になっているんでしょうか。
■そこはまだ全く分からない。なぜそこから伸びられるのかも分からないし、哺乳類のときには修復のときにはグリアは大事なんですよ。
実はこれはモデル系なんですけど、ワーラリアン・デジェネレーション（Wallerian degeneration、ワーラー変性）っていって、神経切ると。切ったときになくなるんです。
○ああ。澤田先生はまさにその話をされてましたよ。神経軸索が障害を受けると、そこから末梢がなくなっていっちゃうっていう話ですよね。そのときのシナプス・ストリッピングの話とか。
■そう。ワーラリアン・デジェネレーションのときのグリアの話っていうのは、再生のときに必要で、あとはデブリスを殺すためなんだというんですよね。
でも僕が言いたいのは、ワーラリアン・デジェネレーションのときも、グリアがないと起こらないんじゃないのということなんです。でもそれはね、見たことがないから分からないんだけど、実はあれは、eat meシグナルを出してグリアに食わせてるんじゃないのか。そんなこと言ってる人は誰もいないんだけども。でもそうなんじゃないかな。
実際あれは、神経がなくなったとに完全にスキャベンジする、スキャベンジして 新しく神経を伸ばすときにグリアが導いてくれると思ってるんだけど、そこはまだ分からない。
○はい。
■ただ、そこはグリア考えなくてもいいんですけどね。作るときのグリアっていうのは−−軸索を伸ばすときって、何に向かって伸ばすのと。化学誘因物質っていうのがあるんだと。化学誘因物質ってどこから出てるの。最初に言われていたのはグリア細胞が出しているんじゃないの。あるいは最初のターゲットになってるんじゃいの、と最初の頃には言われていて、みんなやっていたんだけど、どうも関係なさそうだということが分かってきてる。
でももう一度返ってきて、やっぱり大事だったんだということになるかもしれないね。そこはやっぱり、世の中の解析のレベルとか、知識の役割っていうのは非常に重要で。最初のイメージと、解析したのとは違ったと。でも違うインフォメーション与えられて、違うことがいろいろ分かってくると、昔ダメだったと言われていたものは実験的に間違いがあったんじゃないかと、再追試されて生き返ってることもあるんで、なんとも言えないですね。否定するのはなかなか難しい。
○穴が空いてるところにグリア細胞が入ってるんですよね。それって抜けていくんですか。
■グリアが食ったから穴が空いてるんですね。そのあとに、じゃあ１２時間後にグリアだらけになるかということですよね。ならないんです。そんなにグリアのポピュレーションは増えない。だから食ったら、すぐになくなるんです。しかも細胞体はがーっと外にあるんです。プロセスだけを伸ばしている。核は絶対に中に入ってこない。線維だけを伸ばしてやって、それがここで何かぴゅーって構造を作って、何か消化活動をする。消化活動を終えるとすみやかになくなって、また違うところを食ってやる。
○ふーん……。
■だから食ったら消える、食ったら消えるの繰り返しです。だから穴だらけになってくるんだけど、穴だらけになっていいのは、最終的に中に伸びていく奴らがスペースを持たないといけない。
だからそのためには、早く壊す理由があるんですよ、ここには。次の神経細胞が伸びてこなくちゃいけない。次のものがシナプス作らなくちゃいけない。
でもそんなのものは、いらなくなったものは速やかに消えてもらわなくちゃ困るというのは発生のときだけじゃなくて、損傷を受けたときもそうですよね。さっきのワーラリアン・デジェネレーションの断片、ああいうものがいつまでも残っていると、痛みの原因になるだろうということはすぐに考えられる。デジェネレートしたものをすみやかにどかさないと。そこに機能しないものが残っていると、神経機能にとって良くないだろうなと思われるじゃないですか。
○ええ。
■だからさっき言ってた学習とか、ワーラリアン・ジェネレーションには、実はそこまでの機構、プリンシプルというか根本的なものが−−ウソかホントか分からないけども、少なくとも考えるに値することが分かってきたというのが一番大きいかなと思ってます。
○次号へ続く…。
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◇Nature BioNEWS 細胞 ：ストレッチングで変わる幹細胞の運命 引っ張られれば骨になり筋肉になる
http://www.appliedbiosystems.co.jp/website/SilverStream/Pages/pg33A1.html?NTNEWSCONTENTSCD=78549
◇ＪＳＴ 「脳で女性・男性ホルモンが合成されることを発見」 "記憶学習の活性化や脳での内分泌かく乱と関連の可能性"
http://www.jst.go.jp/pr/info/info19/index.html
◇Tech総研 「未来ロボットの感覚」を司る男
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◇AstroArts チャンドラが捉えた宇宙のイルミネーション
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◇AstroArts 地球型惑星は意外にありふれた存在かもしれない
http://www.astroarts.co.jp/news/2003/12/22planet-formation/index-j.shtml
◇朝日 「ネットの脆弱さに警鐘」国立大研究員が個人情報を公表
http://www.asahi.com/tech/asahinews/TKY200401030222.html
◇日本工業新聞社 ゼネコン各社、医療施設建設・技術開発が加速
http://www.jij.co.jp/news/bio/art-20040104183922-INBVDMPHFO.nwc
◇毎日 遺棄化学兵器：日中で医療技術研究 効果的な治療法探る
http://www.mainichi.co.jp/news/selection/archive/200401/05/20040105k0000m040090000c.html
◇毎日 田中耕一さんと、サイエンスライターの野本陽代さんが新春対談
http://www.mainichi.co.jp/eye/feature/details/science/Physics/art/040103085218172180.html
◇毎日 位置情報システム事業を行う社内ベンチャー設立 日立
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200401/05/2.html
◇毎日 今年の環境ニュース、異常気象が１位−−日本生態系協会まとめ
http://www.mainichi.co.jp/eye/feature/details/science/Environment/art/031229M083_1621001C10DS.html
◇読売 米探査機が「ビルト２すい星」の塵採取に成功
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20040103i111.htm
◇読売 中国が探査衛星打ち上げ成功、長征ロケットで３３回目
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20031230id21.htm
◇読売 輸血でＨＩＶ感染、「いつか起きる」現実に
http://www.yomiuri.co.jp/iryou/news_i/20031230so13.htm
◇読売 最初の揺れで震度予測、新システムが今月始動
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20040105it13.htm
◇読売 太陽系の外の惑星、アマ観測家の輪で見つけよう
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20040105i307.htm
◇読売 愛知万博に清掃・誘導ロボットを配置へ
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20040105i501.htm
◇読売 キリン、腎不全患者向けの貧血薬を開発
http://www.yomiuri.co.jp/iryou/news_i/20040104so13.htm
◇読売 中国で霊長類最古の頭骨化石発見、アジア起源説が浮上
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20040101i502.htm
◇読売 地球の中心核付近にダイヤモンド…愛媛大グループ発表
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20040101ic03.htm
◇読売 中国、０７年までに無人月面探査衛星を打ち上げ
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20031231i512.htm
◇CNN ダイエット薬「エフェドラ」の販売禁止へ 米政府
http://www.cnn.co.jp/science/CNN200312310001.html
◇CNN ＮＡＳＡの火星探査機「スピリット」、着陸成功
http://www.cnn.co.jp/science/CNN200401040002.html
◇CNN 火星着陸機「スピリット」から火星表面の画像が届く
http://www.cnn.co.jp/science/CNN200401040012.htm
NASAのサイト http://marsrovers.jpl.nasa.gov/home/index.html
◇日経 ＮＥＣ、研究開発組織を本社に集約
http://www.nikkei.co.jp/news/sangyo/20040104AT1D2904703012004.html
◇日経 トヨタも二足歩行ロボを開発
http://www.nikkei.co.jp/news/sangyo/20031230AT1D2904C29122003.html
◇日経 イラン地震の死者５万人以上か
http://www.nikkei.co.jp/news/main/20031230AT1G3000L30122003.html
◇日経 ササオ、ＰＤＡに展示品情報――ＩＣタグ使い制御
http://it.nikkei.co.jp/it/sp/ictag.cfm?i=2003122804426wf
◇日経 体内にＩＣタグ、買い物を決済――米ＡＤＳが埋め込み型システム
http://it.nikkei.co.jp/it/sp/ictag.cfm?i=2003122805982wf
◇科学技術者のための総合リソースガイド・NetScience
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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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