【藤原晴彦（ふじわら・はるひこ）＠東京大学大学院 新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻 適応分子機構学研究室】

　研究：昆虫分子生物学
　著書：『昆虫の生化学・分子生物学』（名古屋大学出版会）分担執筆
　　　　『無脊椎動物のホルモン』（学会出版センター）分担執筆
　　　　『昆虫から学ぶ生きる知恵』（クバプロ）分担執筆
　　　　『ミクロスコピア』１９９９年４号、２０００年１号、２号
　　　　『よくわかる生化学』（サイエンス社）

○昆虫の変態・擬態などの分子メカニズムを探索している藤原晴彦さんのお話をお送りします。昆虫の模様の研究の話から昆虫の染色体の話など、他ではあまり読めないお話です。お楽しみ下さい。（編集部）

…前号から続く　（第２回）

[04: 昆虫にはテロメアーゼをもたないものがいる]

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■もうすこしテロメアの話について補足しておくとですね、テロメア自体の研究はヒトとかで盛んにやられているんです。

○ええ。

■中には「ヒトでやってるのに昆虫なんかでやったってしょうがないでしょ」っていう人もいるんですよね（笑）。

○ははあ（笑）。

■でもそれはちょっと違うんです。僕らの狙いは全然違うところにあるんです。

○と、仰いますと？

■昆虫の場合は、テロメラーゼが、ぜんぜんないっていう昆虫がいるんです。

○え？

■一番典型的なのはショウジョウバエでして、ショウジョウバエの場合はテロメラーゼそのものが見つかってなくて、テロメア反復配列も染色体の端にはないということが知られているんです。

○へー……。そうすると……。

■そうするとどうなるかというとですね、本来だったらどんどん短くなっていくと。実際にショウジョウバエの染色体を調べてみると、確かに親から子に行くたびに染色体が端からずーっと切れていくという現象が知られているんです。そのまま行くと数千年でショウジョウバエは消滅すると言われているんですが（笑）、ちゃんと何十万、何百万年、もっと長い間ちゃんと生きてるわけです。それで実はぜんぜん違うメカニズムがあるということが分かってきたんです。

○違うメカニズムとは？

■それはレトロトランスポゾンっていう－－いわゆる「利己的な遺伝子」で有名な奴ですね、それがゲノムの中から染色体の端だけを認識して、転移していくというメカニズムで、テロメラーゼの代わりをしていくというものなんです。

○ほう、それはまた面白いですねえ。

■うん。それで僕らのもともとの興味は、本当に昆虫全体でそんなことが起きているのかなというのだったんですね。カイコは一例だけれども、他の昆虫でもそういうことが起きているのかなと思って調べたんです。

○はい。

■で、結論を言っちゃうと、ショウジョウバエとか、ある程度の種類はどうもテロメラーゼはなさそうだと。カイコはテロメラーゼはあるんです。
　正確に言うと、あるはずなんですが活性は今のところ検出されないのが面白い点です。
　それで研究の方向性としてはショウジョウバエみたいな昆虫が面白いからそれをやるべきだと思ったんですけども、さらに研究していくとですね、少し不思議なことが分かったんです。

○不思議とは？

[05: カイコのテロメア反復配列にはレトロポゾンが大量に入り込んでいる]

■カイコのテロメア反復配列。これはヒトその他のテロメア反復配列と非常に似ているんですけども、違う点が一個あるんです。テロメア反復配列の中にレトロポゾンが山のように入り込んでいるんです。
　つまりショウジョウバエはレトロポゾンだけで染色体の端を維持していて、ヒトなんかはテロメラーゼだけで維持している。カイコはちょうど中間型で、テロメラーゼで端を付け加えるということもやりながら、そこにレトロポゾンが入り込んでいるということも同時に起こっているというわけです。

○ふむふむ……。

■昆虫の場合、レトロポゾンがどう働いているか、テロメアの維持にどう機能しているのかは、そんなに分かってないんですけども、一つの目標は、そういう昆虫の特殊性を調べたいということです。ヒトのテロメアやらないと意味ないんじゃないの、という話にはこういうふうに反論してます（笑）。特殊な構造をしている昆虫、そこをやりたいと。

○ふーむ。

■そうなると多分誰でも思い浮かべるのが、「テロメラーゼとレトロポゾンって何か関係あるんですか」ということなんですけども、非常に重要な点はですね、両方とも逆転写酵素なんですよ。
　普通、複製ってDNAからDNAへ複製していくじゃないですか。でも染色体の端の部分だけは、RNAからDNAになるんです。それは昆虫でもヒトでも同じなんです。そこがすごく進化的に面白い。ていうことですね。
　テロメラーゼの逆転写酵素と、レトロトランスポゾン、僕らが使っているのはNonltr型っていうタイプのものなんですが、その逆転写酵素を構造的に比較してやると、実は進化的にかなり近いということが分かってきたんです。
　ある研究者が言うには、テロメラーゼっていうのは、レトロトランスポゾンから進化してきたものなんだと。そういうことを言う人もいるんです。

○ふーむ。

■もともとselfishな、利己的なものとして振る舞っていたものが、ホストの中に組み込まれた、染色体の端に共生したっていう感じですかね。それで機能するようになったといういことが、テロメアの研究としては非常に面白いです。

○いまのお話だけでも、色々な疑問や面白いことがたくさんありますね。たとえばショウジョウバエの場合、テロメラーゼをあとからなくしてしまった、という可能性は？

■ありますね、それは。たくさん色んな疑問があるんですが（笑）、そもそものテロメアの機能はヒトとかだと、相同染色体が対合したりだとか、いろんなこと言われてるんだけど、ショウジョウバエには事実としてテロメア反復配列がないわけで、そうするとそういう機能を本当にレトロポゾンが代替できるのか、というのが大きい疑問として出てくるわけです。

○はい。

■いま仰った、じゃあもともとショウジョウバエにテロメラーゼはあったか。これは多分、あったんじゃないかと思うんですよ。ていうのは、いろんな昆虫を調べてみると、あるものとないものがバラバラなんですよ。ある一群の昆虫だけがないわけではない。どうも、進化的にいろんなレベルの昆虫であったりなかったりする。だからもともとはあったと考えないと説明が難しい。ただ、テロメラーゼがなくなってもあまり支障がなかったという状況がどうもあるということなんですね。
　だからその……。昆虫だけでそういうことが起こっているのか、それとももっと広い範囲の動物で起こっているのか。そこは調べないと分からないというところですね。

○ヒトのテロメア反復配列の中には、レトロトランスポゾンが入れたものとかは見つからないんですか。

■ええとね、ぜんぜんないということもないんですよね、おそらく。ただ、おそらくテロメラーゼのファンクションが非常に強くなっているので、そういうところに飛び込んでいくトランスポゾンは基本的にはあんまりないんじゃないか。
　いまゲノムプロジェクトが進んでいて、情報がかなり集まりつつあるんですけども、そういう機能していないところの情報はあまり解析が進められていないので（笑）、残されているんじゃないかと。
　今年出た「Nature」のhuman genomeの特集号を読んでると、テロメア近傍でね、意外と遺伝子がたくさんあると言われているので、何かこれまで予想されていたこととは違う現象が存在するのかもしれません。ただ生物全体としてどうなのかは僕自身もよく分からない。
　いずれにしてもテロメアの研究を昆虫でやっている理由はその特殊性にあるんだっていうのを、聞かれたときには答えてるんですけどね（笑）。

○じゃあいまはサンプルをいっぱい集めている段階ですか。

■進化的にテロメラーゼあるかないかっていうのは、研究としてはだいたいこんなもんかなというところで、ほぼ完了しています。いまはテロメアを標的にして飛び込んでいくレトロトランスポゾンが、テロメアの機能に関わっているのかっていうことを研究している段階です。

○なるほど。

[06: テロメアを特異的に切る酵素は抗腫瘍薬に使えるか]

■もう一つ、面白いなと思っているのは、テロメアの研究に繋がるかどうか分からないんですけども、レトロトランスポゾンがテロメア反復だけを標的にして入ってるんですよ、カイコのレトロトランスポゾンはね。要するにTTAGGっていうのが連続しているところにしか入れなくて、他の位置にはいっさい入れない。
　なんでそういうことが起こるのかを調べていくとですね。レトロトランスポゾンのなかに制限酵素みたいな部分があって、特定の配列しか切らないんです。そういう、エンドヌクレアーゼっていう酵素なんですけど、その性質を調べている段階です。

○どんなことが分かってきているんですか。

■ええ。その酵素を調べると少し面白いことが分かってきたんですけども、カイコの場合はTTAGGっていう５ベースの配列なんですが、ヒトとか脊椎動物のテロメア反復配列はTTAGGGっていう６ベースなんですよ。
　それで最初はカイコのレトロトランスポゾンは５ベースの奴しか切らないんじゃないかと思っていたんですが、最近分かってきたところ、６ベース単位のテロメア配列も切れるということが分かってきたんです。

○ふーん……。

■これがベーシックな面で面白いかどうかは別なんですが、僕らも多少は応用を考えたくなるというか（笑）。たぶんヒトのテロメアもその酵素を使えば切れるんじゃないかということです。じゃあテロメアを短くして何かいいことがあるのかというと分からないですけども、たとえばガンなんかではテロメアーゼの活性が非常に強くなっていると。それでベンチャービジネスなんかではテロメアーゼの活性を抑えてやればガンを抑えることができるんじゃないかと。そういうアプローチをしている人たちもいますけども、テロメアーゼを抑えるための方法は結構時間がかかるんです。

○あれってアンチセンス法でやってるんでしたっけ。

■そうです。でもエフェクトが出るまでに結構時間がかかるんじゃないかと言われているんですよ。僕らはひょっとしたら、いま言ったテロメアを特異的に切る酵素っていうのを、たとえば腫瘍特異的にターゲットにすれば、抑えることができるかもしれない。そういうようなことを少し考えたりしてます。夢のようなことかもしれないけども。

○個人的には、やはりベーシックサイエンスの部分に興味があるんですが、その酵素はテロメアの一部をパッチンと切ったりするわけですよね。そしてテロメアの中にいろんなものが入っていることがあると。制限酵素でパチンと切られた奴がミニ染色体になったりしている可能性はないんですか。

■うん、なるほど。カイコの場合はＸ線を当てて切ってるんですよね。だから明らかに染色体の一部が切れて、動原体が分散しているから、ある程度安定していけるけど、テロメアが片方ないから、いずれなくなるはずなんだけど、いまのようにレトロトランスポゾンが効いたのか、テロメラーゼが効いたのか分かりませんが、中には安定化しているものもあるだろうということですね。
　昆虫以外のテロメアを調べるという一方で、応用的なところ－－昆虫に対して応用的なことっていうのは今のところあんまり考えられないので、そういうメディカル・サイエンス的なところに、いま色んな研究者流れてますからね、そういうのもある程度考えないとね。

○昆虫を使ってガンを抑える云々という研究は他にもあるようですね。

■ええ。あります。多かれ少なかれ、何らかの形で応用的な部分も考えないといけないかなということですね（笑）。

○いわゆる「まとめる記事」だったらそういうことは必ず書きますね。この＜インタビュー・メール＞は「まとめない」というのを方針にしているので（笑）。

■なるほど、じゃあ好き勝手しゃべればいいんだ（笑）。
　テロメアの話は色んな人が知ってますから、けっこう話やすいんですよ。大学院生で研究室受けたいっていう人は、最近は、ほとんど「テロメアをやりたい」って言って入って来るんですよ（笑）。僕自身は昆虫をやりたいんですけどね。

○なるほど。最近はプラグマティックな人が多いですからね（笑）。

[07: 環境がどう変わっても、変化しないところに興味がある]

○ところで、昆虫にはガンってないんですか。

○次号へ続く…。

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