【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３回）

[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]

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○ところで、昆虫にはガンってないんですか。

■ああ、それは難しい質問ですね。昆虫は寿命がすごく短いじゃないですか。だから腫瘍があっても、それで死ぬよりは自分の寿命で死んじゃうことのほうが多いんじゃないかなあ。ショウジョウバエでは腫瘍みたいな細胞があると聞いてますね。ただ、ヒトの腫瘍と似たものかどうかは分からない。

○まあそうですよね、ああいう体だと。

■うん。やっぱりライフサイクルの問題が大きいですね。ほとんど１年とか、そういうライフサイクルで生活してますから、ぜんぜん違うのかもしれませんね。寿命が長い多細胞生物と、寿命の短い多細胞生物では。ストラテジー（戦略）っていうか。

○寿命もそうですけど、発達段階というか、時計がカチッカチッカチッと決まっていて、そのとおりに成長して死んでいくわけですしね。

■そうです。ほとんど本能にしか従ってない、細胞で、遺伝子で指令を受けたことしかやらない。そういうふうになっているんでしょう。ある種の機械みたいな感じになってる。

○中には１７年ゼミみたいに寿命が長い奴もいますが、あれでもやっぱり機械みたいになってるわけですしね。

■そうです。それをどういうふうに仕組ませているのかが分からないわけです。
　昆虫の研究をやっててすごく魅力的に感じるところは−−僕自身は、もとは遺伝学をスタートにしてるので、原因と結果が非常にはっきり繋がるものに惹かれるんです。だから昆虫はそういう意味では非常にいい材料なんです。すごく個体差があるということもないし、ほとんどは遺伝子のプログラミングに従っている。

○はい。

■ただし昆虫をやっている人には二種類いてですね。すごく大多数の昆虫学者は、昆虫が環境に対してフレキシブルに対応するということに興味があるんです。だから今まではそういう研究が多かったんですよ。
　僕はむしろ、擬態とかやりたいっていうふうに思ったのは、環境がどう変わっても、変化させられないというところに興味があったんですよ。
　たとえば、アゲハの幼虫は、四齢までは鳥のフンに擬態しているんですが、５齢になったときに緑の葉っぱみたいな色になるんですね。

○ええ。５齢といえば６〜７センチ。その大きさの鳥のフンなんかあり得ませんからね。だから緑色になるんだと一般には解釈されているという奴ですね。

■そう。昆虫の場合、脱皮や変態をコントロールするのは「エクダイソン」と「幼若ホルモン（ＪＨ）」という二種類のホルモンなんです。単純に言えばエクダイソンが脱皮や変態を促進するステロイドホルモンで、ＪＨは逆に抑制するホルモンです。

○はい。高校の教科書なんかでは、ＪＨが幼虫の頃に濃度が高くて、変態を抑えてるんだと書かれてますね。

■そう。幼虫のときにＪＨはずーっと濃度が高い。いっぽうエクダイソンはときどき濃度が高くなるんです。そしてエクダイソンの濃度が高くなると脱皮が起こる。
　そして５齢になるとＪＨの濃度は下がる。そこでエクダイソンが出ると蛹になるわけです。

○ええ。

■アゲハの幼虫の場合、３齢から４齢になるときは白黒の模様になるわけです。ところが、４齢から５齢に脱皮するときには、それまでとは全く違う緑色の皮膚の模様を作るわけです。
　それは環境をどんなに変えても変わらない。それは遺伝子の中に書き込まれていて、そうしろという命令ができちゃってるから。
　逆にいえば凄く還元的な見方で言えば、遺伝子のメカニズムさえちゃんと突き詰めていえば、なんでそうなるのかが分かる。そのプログラムが進化的にそういうふうに仕組まれたからだと。

○ええ。

■僕は進化にすごく興味があるので、そういう、進化が遺伝子のメカニズムにどういうふうに影響を与えて、そうなったかというところに興味があるんです。
　でも他の昆虫学者の人は環境にすごくフレキシブルに対応するところに興味があるから、むしろ、そういう研究はあまり好まれなかったという側面があるんですね。たとえば、温度が上がると別の形質になるとかね。

○でも、それもなかにサーモスタットがあって、閾値によってどっちへ分岐するかが決まってるだけという感じがしますけどね。すごいのは、あのちっぽけな体の中にその選択肢が存在していることと、それぞれの表現型が用意されているところだと僕には思えますけど。

■ええ、そうです。それも突き詰めて考えれば、どういうふうに対応するかが遺伝子上に書き込まれているわけだから。根っこまでいけば同じなんです。

○そっちのほうが面白いと思うんですけどね。基本的に部品から組み合わさっているものが色んな機能を出す。脳とかもそうだと思いますけど。

[08: 昆虫ならば「なぜ」の疑問に踏み込んでいけるかもしれない]

○先生にお話を伺いたいと僕が考えた理由の一つは、やっぱり「変態」なんです。理科少年、科学少年だった人ならみんなそうでしょうが、幼虫から成虫へとまさに変身してしまう変態の過程にすごく興味があるんです。あとは進化の話。
　最近は進化発生学、evo-devoといった学問も盛んですね。けども、いま一つ分かった気がしない。
　というのは、先日、別の仕事でホヤをやっている京大の佐藤先生の所に行ってきたんですが、佐藤先生曰く「evo-devoは飽きた（笑）」と仰るんです。「いまのままのことをやっていても本当に知りたいことが分からない」と仰ってました。
　たとえばbrachyuryという脊索を作る遺伝子がネズミやゼブラフィッシュ、そしてホヤから見つかって、さらにウニのように脊索を作らない動物からも見つかった。無脊椎動物にも脊索を作るマスター遺伝子があるということは、どうやら、生き物は脊索を作るときに新しい遺伝子を作るのではなく、昔からあった遺伝子を組み合わせて新しい機能を持たせたらしいということになってる。非常に面白いんですけど、でも、じゃあその新規の組み合わせは、どうして生まれたのか？　それに付随しておきた脊索の回りの筋肉や神経系の発達はどうして起きたのか？　そういうことは依然としてさっぱり分からない。
　昆虫の話に戻れば、たとえば「どういうメカニズムで、アゲハの幼虫は５齢になって緑色になるようになったのか？」という疑問です。それで、昆虫ならば、そのへんにまで踏み込んでいけてるのかなと思ったんです。

■ええ、僕は踏み込んでいける素地は持ってると思ってます。なんでかというと、あんまり合目的論みたいなものを言うといけないのかもしれないけども、昆虫の場合は、目的が明確に分かっちゃうわけです。擬態っていうのは−−人間がそう思っているだけという可能性もありますが−−、ハナカマキリ一つとってもですね、実際にチョウはだまされて近寄ってきて食べられちゃうわけです。
　擬態なり変態なりの現象の目的論は−−こういった言い方をするのは他の動物では難しいんじゃないですかね。なぜそういう形なのか−−ということを言ったりするのはね。
　でも昆虫の場合、見ただけで分かるケースがある。アゲハなんかも、本当に鳥のフンに擬態しているかどうかは微妙です。でも普通、見ただけで「これは鳥のフンだろう」と思う。緑色にかわれば柑橘系の葉っぱに擬態して隠れ蓑にしているんじゃないかと、現象を見るだけでイメージできるものがあって、そこにcomparativeにやっていくっていう価値も、ある程度つけられるんじゃないかと思うんです。
　遺伝子の比較と形の対応だけでやっていくのは、わかんなくもないけども、昆虫の場合はそれがeffectiveに自然のなかで働いているという、つまり機能というのが明瞭に分かるから。そういう面で意味があるんじゃないかと思うんですけどね。

○一番不思議なことが−−、似たようなものがちょっとずつ自然淘汰で選ばれて来るんだよと言われれば、確かにそのメカニズムそのものが働いていることは確かだと思うんですけど、そもそも、なんでそういう形質がガクッと生まれてくることがあるのかが全然分からないんですよね。

■ええ、そうですね。いまの仮説だといずれにしても自然選択−−非常に微細な変異が蓄積して、最終的にそれが選択されるというのは常識ですよね。でも、全てのものがその原理に基づいているかどうかは、そうじゃない部分もあるんじゃないかと思うんです。
　突然変異というのは色んな形で頻繁に起こるんじゃないかと。いちばん大きい原因は病気みたいなもんじゃないかと思うんですよね。たとえばレトロトランスポゾンですが、あれが転移するというのは割と頻繁に起こってるんですね。ああいうのが一斉にわっと転移したら、とんでもなく大きい変異が起こりうるだろうと。
　微細な、ワンポイントの、塩基のミューテーションみたいなのが蓄積していって、その遺伝子が影響を受けるということ以外に、もっと、ダイナミックに起こりうるような、変化っていうのは、ありうるんじゃないかと思うんです。
　あんまりこういうことをいうと、molecular biologistsが反対するかもしれませんが（笑）。

○でも、ホメオティックな変異とか、最近訳出された『拝啓ダーウィン様―進化論の父との15通の往復書簡』（光文社）という本の著者ガブリエル・ドーヴァーが提唱するmolecular drive（分子駆動）ですか、そういう考え方も、何か大きな変異を引き起こすメカニズムがあるんじゃないかというところで考えだされ、注目されているわけでしょう？

■ええ、僕もそうだと思いますよ。すごくダイナミックに、ホメオティックな上位の遺伝子で体制がガラッと変わってしまうということはあり得るでしょう。昆虫はそれがきっと、すごく明瞭なんだと思うんですよ。触角のところに足が生えるとかですね、そういうのは他の生物ではそう簡単に起こらないじゃないですか。でも昆虫はあっという間に変わることができるというか。

○ええ。

■一つ、僕が思っているのは、昆虫の場合、組織の独立性がすごく高いという気がするんです。各組織がね。

○そうですね。昔からの、カイコの結紮実験とか見てるとつくづくそう思います。

■ええ。そのへんが他の生物と違うかなと思うんです。いちばん僕が面白いと思っているのは、名古屋大学の山下先生っていう方が昔やられた実験で、雄のカイコの幼虫に、メスのカイコの幼虫から取った卵巣を移植するんですよ。そうすると、雄の体の中で卵巣が発達していって、ちゃんと卵を産めるまでになるんです。とはいってもオスには卵を産むための生殖器官がないから、そのまま体のなかで卵は成熟していって残っちゃうんです。普通だったら交尾しないと卵は発生しないですよね。でも人為的に発生させることができるので、オスの中で発達した卵巣のなかの卵を、人為的に発生させると、ちゃんとカイコができるんです。
　それはまさに、昆虫の場合、卵巣なら卵巣、精巣なら精巣、翅の原基なら翅の原基っていうのが、個々に独立性を持っているということなんです。だからそこがすごく面白いところです。

○モジュールになってるわけですね。

■ええ。

○性ホルモンも昆虫には存在しないそうですね。

■ええ、いまのところ、ないと言われています。チョウなんかで「ジナンドロモルフ（gynandromorph）」ってありますよね。

○雌雄モザイクですね。

■そう。片側、半身がメスで半身がオスという個体です。これは人間では絶対にありえない現象です。ジナンドロモルフは、個々の細胞が自分のなかの遺伝子の指令しか受けつけてない、外部からの刺激によってコントロール受けるということが非常に少ないことを示しているわけです。ちょっと極論ですけどね。

○うん。綺麗に線を引いたように右左でオスとメスになってる写真を見るとびっくりします。
　カイコの実験の個体の写真見ると、あっとびっくりみたいな奴がいっぱいありますね。素人目にも。

■そうですね。僕はモザイクっていうのに興味があるんです。形質が違うものが混じっている−−たぶん昆虫のコレクターなんかも似たようなところがあるのかもしれないけども、そういうのにハッとさせられるっていうかね。違う形質が同じ個体の中に見えてくるのがすごく不思議だなあと思うんです。
　色とか形とか模様とか、モザイクっていうのが、たぶん僕の研究の中心、まとまりのなかにあるんじゃないじゃなあって思います。そこが興味の中心にあるんだろうと思うんです。

[09: 一般の人が不思議だと思うようなことをやりたい]

○そもそもどうしてカイコを？　最初は予研（国立予防衛生研究所、1997年に国立感染症研究所に名称変更）にいらしたそうですが。

■ええ、そうです。大学院時代にはカイコとかいくつか使ってはいたんですが、予研に行ってからは線虫、C elegansを使ってました。

○次号へ続く…。

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◇朝日　末梢神経の再生に新手法　慶応大グループが治療法開発
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◇朝日　ビル貫通する首都高に　日本橋の景観回復で提案
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◇朝日 静止軌道上に５０メートルの未確認物体、米偵察衛星か
http://www.asahi.com/national/update/0404/015.html

◇朝日 ブラックバスの刺し身食べ、寄生虫病発症　秋田で国内初
http://www.asahi.com/national/update/0404/034.html

◇朝日 アルツハイマー病とヤコブ病、類似の仕組みで発症か
http://www.asahi.com/science/news/K2002040400164.html

◇朝日 関節リウマチの仕組みの一端を解明　東京医歯大教授ら
http://www.asahi.com/science/news/K2002040200152.html

◇Nature BioNews 医学 ：[普通]のタンパク質が関節リウマチを引き起こすまで
　タンパク質に対する抗体の果たす役割
http://www.appliedbiosystems.co.jp/website/SilverStream/Pages/pg33A1.html?NTNEWSCONTENTSCD=49752

◇毎日 東芝、非接触の光伝送モジュールを開発
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200204/04/2.html

◇毎日。気象庁：今年は冷夏心配？　「エルニーニョ現象の可能性高い」
http://www.mainichi.co.jp/news/selection/archive/200204/03/20020403k0000e040026002c.html

◇毎日 再生医療：治療後の血管詰まりに幹細胞が悪さ　東大が解明
http://www.mainichi.co.jp/news/selection/archive/200204/01/20020401k0000m040136000c.html

◇毎日 インテリジェント車椅子開発へ　米アクティブメディア
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200204/03/1.html

◇経済産業省　産業技術知識基盤構築事業　デジタル・ニューディール
http://dnd.rieti.go.jp/

◇Global Risk Communications Newsletter
　神経芽腫スクリーニング、過剰診断の害のみで死亡率減少効果なし
http://www.metamedica.com/news2002/2002040801.htm

◇産経　アトム“誕生日”まで１年
http://www.sankei.co.jp/news/020406/0406sha055.htm

◇東京新聞　胃がん抑制遺伝子特定　６割の患者が活性失う　伊藤嘉明・京大前教授
http://www.tokyo-np.co.jp/00/sya/20020405/eve_____sya_____003.shtml

◇ZDNN　っぽいかもしれない：“走るAIBO”には歴史がある
http://www.zdnet.co.jp/news/0204/05/running_aibo_m.html

◇産総研　超低消費電力「カーボンナノチューブ・フィールドエミッタ」の開発に成功
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr20020404/pr20020404.html

◇産総研　地球磁場の変動に１０万年の周期的成分が含まれることを発見
− 地球軌道変動・古気候変動と地磁気変動は関連している −
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr20020329/pr20020329.html

◇国立天文台　小惑星1950DA、2880年に地球に接近：衝突確率0.3パーセント
http://www.nao.ac.jp/nao_news/data/000541.html

◇KEK DESYで進むZEUS実験(1)〜世界で活躍する日本の研究者たち〜
http://www.kek.jp/newskek/2002/desy-zeus1.html

◇KEK 世界最強パルスを発生〜大オメガプロジェクトの成果〜
http://www.kek.jp/newskek/2002/dai-omega.html

◇BizTech テルモ、人工心臓で飛躍なるか
http://biztech.nikkeibp.co.jp/wcs/leaf?CID=onair/biztech/biz/177185

◇ASCII24 NTT、“高品質ダイヤモンド半導体”の作製技術を開発――通信衛星用デバイスへの応用も
http://ascii24.com/news/i/tech/article/2002/04/02/634883-000.html

◇PC Watch 人工筋肉の腕と、木製の足で注目を集めた英Shadow Robot Companyインタビュー
http://www.watch.impress.co.jp/pc/docs/2002/0402/shadow.htm

◇NEWSWEEK 技術力が日本経済を救う
http://www.nwj.ne.jp/public/toppage/20020403articles/OJ_col.html

◇JAMSTEC 地球シミュレータセンター推進スタッフの募集
http://www.es.jamstec.go.jp/esc/jp/recruit/2002/index.html

◇科学技術者のための総合リソースガイド・NetScience
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