【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４回）

[09: 一般の人が不思議だと思うようなことをやりたい]

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○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。当時は、まだ日本でやってる人があんまりいなかったんですけど、原腸陥入に関することができるんじゃないかと。C-elegansの場合、ミュータントが非常に魅力的なんでね、そういうのを一年ほどやってたんですけども、やっぱり、なんとなくこう、線虫って動きが単純なんですよね（笑）。

○昆虫やってる人に、なんで線虫でやらないんですかって聞いたら皆さんそう仰いますね（笑）。

■ええ、僕もだんだんそういう気持ちになっちゃいまして（笑）。もともとカイコを使っていたこともあったし。なんかね。当時、１０年くらいまえにね、基生研でセミナーで何人かの人と話してたんですけどね、僕は当時、C elegansしかないんだ！って言ってたんだけど（笑）、ある人に、「いやー、カイコも結構面白いんじゃないの」って言われたんですよ。それが頭の中に残ってまして。よくよく考えればカイコもミュータントがすごくたくさんあって面白いし、日本から発信できる有用な生物だと思うし。やっぱ数千年の歴史があってですね（笑）、そのなかに分かってないことがたくさんあるのは面白いなと思うんですよ。

○ええ。

■もう一つ、モザイクを使ったのはですね。このなかに断片染色体があるということはだいたい想像はされていたんですけども、証明されてなかったんです。当時、パルスフィールド電気泳動っていうのが、ちょうど染色体をを分けられるんじゃないかと言われだしたときで、僕はやっぱり、これがそういう染色体を含んでいるかどうかをチェックしてみたかったんですね。それで確かにディテクションできたっていうのは、僕の研究のなかでも凄く興奮したことの一つでした。
　カイコ使っているというのはなんでしょう、やっぱり、基本的には昆虫が面白いんじゃないかという単なる直感なんじゃないですかね（笑）。

○直感ですか（笑）。

■ええ。あとはもう、先ほど変態がすごく面白そうだと仰ったけども、僕もやっぱり擬態とか変態っていうのは、一般の人からもすごく不思議だと思われてるんじゃないかと思うんです。で、僕はやっぱり、一般の人が不思議だと思うようなことをやりたいと思うんですよ。

○うん、みんな不思議だと思ってると思いますよ。

■ええ。だから素朴な疑問からスタートしているとしか言いようがないですかね。
　もう一つ言うとすれば、僕自身は大学に残るっていうのを決めたときには、生物材料は関係ないような分子生物学をやってたんですよ。リボソームDNAの構造解析をやったり、RNAの構造を調べるようなことを５年くらいずーっとやってたんです。
　それで……やっぱり当時はね、現象論が全然なかったんです。

○どういうことですか。

■生物現象とは全然接点なしに−−ちょうど、分子生物学が、ほとんど右肩上がりで、技術をやってるだけで凄く面白いと感じられた時代だったんですね。そのころはそれでいいと思っていたんだけど、予研に就職してから、こういうことをずっと続けていていいんだろうかと思ったんですよ。

○ん？　どうしてですか？

■予研で僕がいた研究室は比較的自由な研究室で、なにやってもいいという感じだったんです。何やってもいいって言われたときにね……。まあドクターのときは学位を取らないといけないから、それだけで余裕が何もなかったんですよ。

○そうですね。今でもドクター取る前の方はみんなそんな感じですね。

■ええ、そうでしょ。それが予研に就職して、何やってもいいよって言われたときに、じゃあこれからも分子生物学の世界で技術的なことだけを追い求めていいんだろうかと思ったんです。そこではたと、やっぱり生物現象をやらなくちゃいけない。やるんだったら普通の人が面白いことをやらなければ意味ないだろうというので、昆虫を使うんだったら、擬態か変態しかないだろうという単純な発想だったんですよ。

[10: カイコの紋様の遺伝子がとれてない理由]

○じゃあ最初から擬態を目指した……？

■そうですね、模様の遺伝子を取ろうと思ったのは１２、３年以上前のことですね。

○カイコの紋様の話に戻りますが、１０年経ってまだ遺伝子は取れてないわけですね。なんで難しいんですか。

■そうですね、やっぱりミュータントから遺伝子を取るというのはショウジョウバエですら、まだ難しいんですよ。カイコのほうはまだ遺伝学のテクニックが不十分な点がある。そういう要素もあるんですけど……。うん。努力が足りないんでしょうかね（笑）。

○そのへんのことが素人なので今ひとつよく分からないんですけど。

■ええ。ある突然変異体があるとしますよね。そこから遺伝子を取るのはそんなに簡単なことじゃないんです。ショウジョウバエでもおそらく、ミュータントから遺伝子を取るのに何年もかかるっていうのは、ごく普通のことだと思うんですよね。
　ただショウジョウバエの場合、有利な点は、それが本当に求める遺伝子がどうかを、もう一回入れてみて確かめることができる。そうすると、突然変異体の元の野生型に戻るかどうかということが検定できるんですけどね。カイコは、最近になってようやくできるようになったんですけども、それまでは、そういう検定方法がまだ確立されてなかったんです。
　そういう諸々の技術的困難があるのと、もう一つは、断片染色体を探してそこから遺伝子を取ろうというのは、最初はすごくいいアイデアだと思ったんですけども、断片染色体自体の大きさが、実は２０００キロベースくらいあるんですよ。これは実は、大腸菌の半分くらいのサイズでして、ていうことは、大腸菌から一個の目的の遺伝子を取るのと同じくらいの労力はかかるわけです。だから断片染色体から発想するというのは、実はあまり得策ではなかった。まあそれが何年かして分かったという感じですかね。

○ふーむ。

■この仕事自体は開店休業状態なんです。僕が始めたころはこういう発想でやっていた人はいなかったと思うんですが、途中で、アメリカのキャロルっていう人が、模様のところは非常にアクティブに仕事を進めたんです。

○彼らはどういうアプローチだったんですか。

■彼らは、ホメオティックジーンみたいなのが関係しているんじゃないかと、それこそ片っ端から、模様のところでそういうのが発現しているんじゃないかというのを片っ端から調べていったんです。僕自身はそういうのは邪道だと思っていたんです（笑）。本来は、ミュータントからスタートして、原因遺伝子を捕まえて、これがその遺伝子ですよというのが正攻法だと思ってた。でも実はキャロルらの手法のほうが早かった。

○なるほど。現代的な、いかにもアメリカ的な手法ですね。

■そうですね。彼自身は、チョウの翅の模様をやってるんですね。それで結構うまくいった仕事かなと思いますね。

○彼らはどんな成果を挙げたんですか？

[11: チョウの翅の目玉模様の遺伝子]

■たとえば目玉模様、チョウの翅に目玉模様がありますね。目玉模様を生み出すには「distalless（ディスタルレス）」っていう遺伝子が関わっていることを見つけたんです。distallessっていうのはもともと脚の発生に関係しているんです。彼らは要するに３次元的な発生と、二次元にお絵かきするような模様づくりが基本的に同じなんだということを、少なくとも目玉模様については証明したんです。

○脚の発生に関わる遺伝子が目玉模様を？？

■ええ。チョウの翅の模様についてはそういう研究グループがいくつかあって、先行しているという感じですね。ただ、全部の翅の模様が分かったかというと、たぶん明瞭なのは目玉模様だけで、それ以外の模様については、どういう遺伝子でコントロールされているかはそれほど明瞭じゃないですね。

○そのdistallessっていう遺伝子は何をやってるんですか。具体的には、どういうふうに効いてるんですか。

■distallessがポイント的に発現すると、そこに色素合成系が機能して、目玉が浮かび上がって来るんです。

○なんで付属肢を作る遺伝子がそこで働いてるんですか。

■そこの部分は分からないですね。機能的には、似たようなことをやるということはいいとしても、ぜんぜん違うフェーズで、同じ遺伝子が、違うファンクションをするようになったかということは、我々には分からない。

○昆虫ってそういうの多くないですか。マスターになるシグナルの数そのものを絞っていて、それがそれぞれ違う場所で違う働きをするというのが。

■多いですね。非常に不思議です。不思議だけど……、なぜでしょうね（笑）。

○先生は、お書きになったものを拝見すると、会社のなかの様子の例えがお好きなようですね。その例えでいえば、社長は「頑張れ」とか、そういう単純な命令しか発してないんだけど、同じ命令に対しても、時と場合に応じて違う重役が働くというような感じですか（笑）？

■そうですね。そのくらいカスケードがね。しかも同族経営の会社みたいなもんで、社長がいて、社長の下の重役はきっと社長の親戚かなんかっていう感じでしょうね（笑）。そういう単純な構図なんだけど、いろんなフェーズで働く。
　ひょっとしたらそれは、さっきのね、脚とか触角とか翅っていうそれぞれの組織の場合が、すごく明瞭なんだけど、もともと同じところから来ているせいなのかもしれないですね。
　たとえば脚と触角っていうのはほんのわずかな、一個の遺伝子で変わるわけです。それはもともと、そんなに触角と脚が違わなかったせいなのかもしれない。
　だからもともと、コンパートメントは似たような素材からバリエーションを付けていくというようなことが、昆虫をはじめ、もっと原始的な無脊椎動物全体に言えることかもしれないですね。

○ふーむ。にしても、足の遺伝子が模様作り？

■うん、ただね、模様っていうのをよく考えるとですね、昆虫の模様とヒョウやトラの毛皮の模様っていうのは一見似たような感じなんだけど、たぶん、かなり違うメカニズムなんですよ。
　昆虫の場合の色づけっていうのは、たった一層の表皮細胞からどういう色を出すかというのだけで指令されていて、非常にシンプルなんですよね。脊椎動物の場合はそう単純じゃない。
　だから模様と三次元的な発生はイメージ的には非常に離れていることなんだけど、実際には同じレベルのことなんじゃないか。

○では、足を作る上でも目玉模様を作る上でも、distallessは基本的には同じ様な働きをしているということですか。

■そうですね。
　一番おおもとの指令段階の遺伝子はすごく少ないのかもしれない。でもそれをどういう組織形態で伝えていくのかということが、すごくバリエーションが産まれやすいのかもしれないですよ。

○ふむ。そうなるとどうしても気になるのが、どういうふうにそのバリエーションが産まれてくるのかということですね。

■ええ、それは多分必然性があるんじゃないかと。昆虫の場合は環境に適応するというのがすごく大きな目的だと思うんですね。もう一つ昆虫の着目点としては、大きな動物とすごく違う点は、昆虫の生息域は数センチレベルという微小なところで生きている。

○そうですね。ほとんど動かないですからね。

■ええ。そういう環境の影響がすごく大きいんだと思うんですね。それに対応するストラエジーはなんでもやらなくちゃいけないんだろう。

[12: メスだけが翅がなくなるアカモンドクガ]

■僕らがもう一つやっているのは翅の発生なんですけど、一つ面白いのは、アカモンドクガっていう虫は、メスだけが翅がなくなっちゃうんですよ。

○次号へ続く…。

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◇日清、宇宙食用カップラーメンをNASDAと開発
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◇yahoo News　＜大阪＞東大阪の人工衛星計画軌道に乗る
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20020410-00000011-abc-l27

◇ZDNet　アルデンテを科学的に解明　日清がMRIでパスタを測定
http://www.zdnet.co.jp/news/bursts/0204/12/02.html

◇毎日　遺伝子：進化の秘密、脳での違いが顕著　人とチンパンジー比較
http://www.mainichi.co.jp/news/selection/archive/200204/12/20020412k0000m030176000c.html

◇毎日　「自律コンピューティング」で会議開催　IBM
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200204/12/2.html

◇毎日　どうやってできた？　マゼランのリング、再現に成功−−九州大の教授ら
http://www.mainichi.co.jp/eye/feature/details/science/Space/200204/12-1.html

◇朝日　果実を熟成させる遺伝子発見　米農務省の研究グループ
http://www.asahi.com/science/news/K2002041200145.html

◇読売　飲むだけで筋肉美？米でマウス実験に成功
http://www.yomiuri.co.jp/04/20020412ic09.htm

◇CNN　米軍、３年間保存できる「不滅のサンドイッチ」を開発
http://www.cnn.co.jp/fringe/K2002041200115.html

◇PC Watch　産総研、働く人間型ロボット開発の中間成果を発表 　〜人間との共同作業や建設重機の代行運転などをデモ
http://www.watch.impress.co.jp/pc/docs/2002/0411/hrp1.htm

◇PC Watch　働く人間型ロボット デモンストレーションムービー 　 〜HRPのデモを5本の動画で紹介
http://www.watch.impress.co.jp/pc/docs/2002/0411/hrp2.htm

◇ＨＲＰ中間発表　産総研のリリース
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr20020410/pr20020410_0.html

◇B.M.Factory 極私的HRP中間発表レポート
http://plaza14.mbn.or.jp/~buru/hrp/hrp1.htm

◇スペースレフ もっとも遠い宇宙を飛行する宇宙探査衛星「ボイジャ1号」の補修終了
http://www.spaceref.co.jp/news/4Thur/sci2002_04_11.htm

◇毎日 HP、グリッドにデータセンターを接続、企業需要発掘へ
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200204/11/1.html

◇KEK DESYで進むZEUS実験(2)〜世界で活躍する日本の研究者たち〜
http://www.kek.jp/newskek/2002/desy-zeus2.html

◇KEK 四季で見るKEKの草花
http://www.kek.jp/newskek/2002/kek-flower1.html

◇朝日 武田、がん細胞増殖抑制薬を開発　米当局が「有望」指定
http://www.asahi.com/science/news/K2002041002570.html

◇朝日 東海大学がゲノム創薬プロジェクト
http://www.asahi.com/science/news/K2002041102577.html

◇朝日 がん民間療法の効果を検証へ　厚労省研究班
http://www.asahi.com/science/news/K2002041101373.html

◇朝日 中性子星より密度の高いクオーク星を発見　ＮＡＳＡ発表
http://www.asahi.com/science/news/K2002041102382.html NASAによるリリース
http://www1.msfc.nasa.gov/NEWSROOM/news/releases/2002/02-082.html

◇科学技術者のための総合リソースガイド・NetScience
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