【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６回）

[17: ホルモン分泌のタイミングは何に支配されているのか]

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○アゲハチョウの話に戻ります。先ほど、ＪＨやエクダイソンの分泌は脳が決めているという話でしたが、じゃあ脳は何を見て分泌する時期を判断してるんですか。

■何を見てというのは？

○たとえば、もう十分なくらいいっぱい食べましたというシグナルが体細胞から送られてくるとか、そういう機序を教えて下さい。

■ああ、それもあると思いますね。成長のある起点をもとにシグナルが出るという話もあるし、栄養条件の話もあります。

○脂肪体っていうのが昆虫の幼虫にはありますね。脂肪体がたとえば、人間の脂肪細胞のようにホルモンをバーッと出しているということはないんですか？

■それは分かってません。分かってませんが、そういうレベルの制御じゃないと思いますね。脳のなかでは、たぶん……。僕ら自身は、なかなかそういうレベルでの話は難しいっていうか。PTTHっていうのができて、それが前胸線っていうところに働いて、エクダイソンができて、っていう図式はある程度分かっているけど。

○ええ。

■でもその、発生のステージのなかで、「なぜ、ここでエクダイソンが出なくちゃいけないのか」というのは、けっこう……。難しい質問ですね、それは（笑）。
　さっきのその、カウンティングをどうしているのかというのと同じ質問だと思いますけど。
　僕が知っているのは５齢のとき、最終齢のときに、頭の大きさ、もしくは体重自体が関係しているというのは聞いたことがありますけどね。

○体重ですか。

■うん。それはメカニズムが、ということではなくて、飼育上、この体重になったらこれが起こるというのが分かっているということです。

○ふーむ。じゃあ、昆虫の体重カウントのメカニズムが分かっているというわけではないんですね。

■それは分かってません。そのへんはちょっと僕自身、いまいい加減なことを言ってますね（笑）。

○以前、マウスに重りをつけるとマウスの体重が減ったという論文がありましたね。マウスは何かで自分の体重を量っているんじゃないかと。ひょっとすると昆虫にもそういうのが？

■いや、そのへんは全然分からないですね。

○じゃあ今後の研究の課題ということで。

[18: 翅の出来方　ショウジョウバエとカイコの翅の違い]

○翅の出来方の話ですけど、翅脈の部分がありますね。これは溝が削れていくんですか。それともまわりが盛り上がっていくから溝になるんですか。

■これは溝って日本語になっているんですけど、実はそこには細胞がないんですよ。細胞が希薄な状態になっていて、他の部分が細胞に覆われているような状態です。

○なるほど。じゃあ溝の部分は細胞外マトリックスとかをバーッと出しているような……。

■そうです。もちろんそこには細胞とか浮遊していると思いますし、最終的には翅脈、翅の骨格構造ができるわけですね。
　ですから、形態的にそういうのが見えるということなんですよ。「翅溝（しこう）」っていうんですけどね。実体顕微鏡で細胞を見るとそういうふうに見えるから、そう呼んでるわけです。

○アゲハの翅といえば尾状突起（びじょうとっき）ですが、これもアポトーシスでまわりの細胞が死んで、こういう形に切り抜かれていくわけですね。ということは、この形もやはり遺伝子で決まっているんでしょうか。

■たぶんそうです。

○これはどうしてこういう形に……（笑）

■答えを言っちゃうと、まだ分かってないとしか言いようがないんですけどね（笑）。たぶんボディプランを設計している遺伝子があるんでしょうけど。そこに帰着しちゃうでしょうね。
　アゲハの仲間でも、面白いのは、尾状突起が出来る場合と出来ない場合が出てくるということです。だから何か明確なコントロールがあると思うんですけど。

○何か仮説みたいなものでも良いんですけど、こうなってるんじゃないかという考え があれば教えて頂きたいんですけど。

■ある遺伝子が働いてどうこうして突起の形が、といったことは分かってないんですが、なぜアポトーシスが特定の形で止まるかは分かっています。最近ぼくらが見つけたことなんですけどもね。
　形におもに効いているタンパクは「Wingless」っていうものだと考えています。ショウジョウバエとカイコの翅の原基って、似たように見えるんだけど実は大きな違いがあるんです。
　ショウジョウバエの場合は、翅の原基の、同じ平面上に、背側と腹側が両方来てるんですよ。

○ほう。要するに腹側の細胞が背側までまくれてきてるわけですか。

■そうですね。背中側に、将来、背中側の翅になる部分の細胞と、腹側の翅が来ている。これが蛹になって変態していくうちに、徐々に背中側と腹側の境界がちょうどいい位置にずれてきて、最終的に翅になるわけです。

○なるほど。

■ですが鱗翅目の場合は、かなり初期から背中側の翅と腹側の翅は別れている。
　面白いのは、ショウジョウバエの場合、背中側と腹側の境界を決めているのは何かというと、いくつか遺伝子があるんですが、いちばん重要なのはwinglessという遺伝子なんですよ。
　で、アゲハの場合だとどうなるか。尾状突起が伸びていますね。あれは最初は大きめに作られたものがあの形にプログラム細胞死で切り取られていって、ああいう形になるわけですが、その境目は、ちょうど、背中側と腹側の境目と同じ様なものなんです。

○ははあ。

■僕らが将来的に死んじゃう部分を調べると、そこではWinglessが発現しているというのを観察しています。つまり何を意味しているかというと、単純に言えばWinglessが細胞死を引き起こしている。Winglessの上位のものも、さらに考える必要もあるかもしれないけども、取りあえず位置づけはWinglessがやっていると思って間違いないかもしれない。

○ふーん、なるほど。
　チョウの翅って、境目のところで毛が生えているそうですね。

■ええ。境界のところで細胞が死んで切り取られるんですが、ちょうど切り取られたまわりに毛が生えるんですよ。

○Winglessが発現したところは死ぬんですよね？　じゃあ、その毛っていうのは、死ぬ一つ手前の細胞から生えているわけですね。

■ええ、そうです。じゃあその毛は何をやっているのかというと、他の昆虫学者に言わせると、飛んでいるときに風を感じる感覚毛じゃないかと考えられています。
　だから翅の発生から行動に至る過程が一体化しているんですけど、体系的に見るのはなかなか難しい。
　これを引き起こすのはエクダイソンなんですが、そのもとになるのはWinglessが発現しているということで形が決まっているんだと思います。そして最終的に変態が進んでいくうちに感覚毛みたいなものもできていくというわけです。

○そういうことだと、Winglessが発現した細胞が、隣の細胞に働きかけて「毛を生やせ」と言っている可能性もあるのでは？

■ああ、それは、可能性はあるけども、分かってないですね。ショウジョウバエの場合は毛が生えるわけじゃないですからね。

○というと……？

■鱗翅目の場合は鱗片じゃないですか。ショウジョウバエの場合は鱗片じゃないですよね。剛毛みたいな毛は生えているんですけど、同じかどうかは、基本的に分かってないです。

○鱗片はどうやってできるんですか。

■鱗片自体は翅の表面に一個一個細胞があって、それがタンパク質を分泌して、できあがるんです。昆虫は表面は一層の細胞でできているので。

○翅も一層なんですか？

■一層です。ただし、表と裏で２層です。昆虫自体は回りを囲っている細胞はほとんど一層です。部分的にそうじゃないところもありますけども。

○じゃあつまり、翅は表と裏を張り合わせた形になっているわけですね。

■そうです。ですから細胞としては表と裏一層ずつで２層になっているわけです。
　チョウなんかだと、表と裏の模様が違う奴がいますが、それはきっと、表と裏の一層の細胞がそれぞれコントロールしてるんでしょうね。

○そうなると、じゃあ表皮の一部分が伸びて張り合わされたような感じになってるんですか。発生で考えると。

■そうですね。僕がよく使うのは画用紙の表と裏だというんですけども。でも二層っていうことをイメージするには張り合わせたということのほうがいいのかもしれませんね。
　昆虫の紋様のいいところは、平面にお絵かきするのと同じなんですよ。だからどこに何を描くのか、輪郭線は何がやってるのか、絵の具の色は何をつけようとかいったことが比較的明瞭だと。翅の場合もそうだし、幼虫の皮膚の色も同じです。それも全部一層ですから。３次元だと難しいじゃないですか。でも、平面上で見るのは比較的簡単ですから。

○トラの皮を剥いで飾ってある奴を思い出しますね（笑）。

■そうですね。そういうたやすさというか、シンプルさがあるんです。
　さっきいったdistallessで目玉模様ができるだとか、Winglessが働くとバンド模様ができるといったことが分かってるんだけど、おそらくこれらは、どこに輪郭線をつけましょうか、という遺伝子かもしれない。じゃあ輪郭線を引いたあと、どういう色をつけましょうかという遺伝子は、実はそれほど分かってないんですよ。
　黒い色はメラニンで、黄色や赤がなにといったことも、物質的にどういうものかということはだいたい分かっているんだけど、じゃあ、ここに茶色と赤の目玉ができるのはなぜかと言われると、それはまだ分からない。

○ふーん……。

■模様のところはまだ研究者少ないんです。いろんな人が興味あるとは思うんだけども。やってる人はすごく少ないんです。

○そのうち、昆虫の形づくりや模様づくりのメカニズムが分かってきたら、ちょっとこのアゲハの模様を変えてやれ、といった実験もできる？

■うん、それはできるんじゃないですかね。うちの研究室でも翅に色々細工して模様を変えられないかというのをやってるんですよ。面白い実験っていうのは−−もともとはアメリカの研究者がやってたんですけど、翅の一部を切り取って別のところに張り付けるとか、四角に切り取って、四角の位置を変えると模様はどうなるとかとい実験とかがあるんです。

○ええ。どうなるんですか。

■そうすると、模様自体、輪郭線は変わらないんです。でも、色の付き方が変わる。まわりに従って変わることがあると。

○模様は変わらないというのは、もとの模様を維持しているということですか。

■そうです。たとえば、四角に切り取ったものを移植するとしますね。そのなかにdistallessを発現した部分があったとする。そうすると、distallessがある限り、目玉模様ができる。ところが、色自体は、移植された場所の影響を受ける。たとえば赤になる場所に移植すると、色は赤くなるということです。
　だから輪郭線を付けるものと、色をつけるものの関係は、単純に上下関係にあるわけじゃないようです。別々のコントロールじゃないかなと思います。

○ふーん。いわば「模様運命」はかなり前から決まっているんだけど、ってことですか。

■そうですね。

[19: 「共通のメカニズム」から外れたもののメカニズムを探る]

■この模様の話をしだすときりがないっていうか（笑）、いろんな不思議なことがあるんですよ。
　僕が結構面白いと思っているのは、たとえばチョウを想像して頂いて、翅と胴体がありますよね。で、模様が、翅から胴体を経て一文字になっているようなチョウがいるんですよね。

○ははあ、いますね。

○次号へ続く…。

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◇毎日　クローン人間：イタリア人医師が３人の妊娠を明かす
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◇毎日新聞・社説　研究機関再編　現場から声を上げないと
http://www.mainichi.co.jp/eye/shasetsu/200204/24-2.html

◇東京新聞　和製スパコン 最速奪回 ６年ぶり米破る「スプートニク以来の驚き」
http://www.tokyo-np.co.jp/00/kok/20020423/eve_____kok_____000.shtml

◇週刊医学界新聞　再生医学・医療のフロントライン
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◇スペースレフ　NASA、軌道のデブリ探査プログラム中止
http://www.spaceref.co.jp/news/3Wed/son2002_04_24.htm

◇japan.internet.com　グリッドコンピューティングで自宅の PC が内職?!
http://japan.internet.com/webtech/20020426/2.html

◇Medical Academy NEWS　不妊治療の中止で妊娠が成立−第54回日本産科婦人科学会
http://www.yakuji.co.jp/yakuji/man/m200204210102.html

◇ZDNet　ベル研・Lucentがシリコン内部の不純物の原子を捉える
http://www.zdnet.co.jp/news/0204/27/b_0426_04.html

◇ZDNet　川重，成層圏プラットフォーム研究で試験用飛行船
http://www.zdnet.co.jp/news/bursts/0204/26/10.html

◇ZDNet　セコムが日本初の食事支援ロボット「マイスプーン」を発表
http://www.zdnet.co.jp/news/0204/26/secom.html

◇BizTech　国内の研究者数、1963年以来初めて減少
http://biztech.nikkeibp.co.jp/wcs/show/leaf?CID=onair/biztech/prom/181980

◇HotWIred　北海の新名所？ 本格化する海上風力発電
http://www.hotwired.co.jp/news/news/technology/story/20020425306.html

◇HotWIred　ヘッドギアで『レインマン』の天才に？
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20020423301.html

◇HotWIred　超常体験は脳への磁気刺激が生み出す幻か
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20020423302.html

◇HotWIred　開発が進むメガネ不要の3Dディスプレー
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20020423103.html

◇IT Pro　無線LANが危ない！　危険な遊び“ウォー・ドライビング
http://itpro.nikkeibp.co.jp/free/ITPro/OPINION/20020422/1/

◇CNN　火星有人飛行の前に有ネズミ飛行を　民間団体計画
http://www.cnn.co.jp/science/K2002042600136.html

◇CNN　２番目の宇宙観光客、南ア人が飛び立つ　旅費２６億円
http://www.cnn.co.jp/science/K2002042501656.html

◇CNN　母親と新生児の「におい」、他の女性の性欲高揚の役目
http://www.cnn.co.jp/science/K2002042502558.html

◇産総研　新型高性能トンネル磁気抵抗素子を開発− 超Gbit級MRAMの実現に向けて道筋 −
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr20020425_2/pr20020425_2.html

◇KEK　最極微の世界に迫るLHC計画(1) 〜 世界が注目するCERN 〜
http://www.kek.jp/newskek/2002/cernlhc-1.html

◇宇宙研　ISASニュース２００２年2月号
http://www.isas.ac.jp/docs/ISASnews/No.251/ISASnews251.html

◇Astronomy Picture of the Day　現在の国際宇宙ステーション
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020423.html

◇文部科学省　国際宇宙ステーションに係る商業活動の推奨ガイドライン(最終ドラフト)に対する意見募集について
http://www.mext.go.jp/b_menu/public/2002/020406.htm

◇日本感染症学会　サッカーワールドカップ2002に伴う輸入感染症の発生予測
http://www.kansensho.or.jp/journal/2002/076020102j.html

◇ソフトバンク 　全国の学校・学生・教職員にブロードバンド･インフラ、関連サービスと機器などを寄付 〜e-Japan構想促進の一助を担う民間協力として〜
http://www.softbank.co.jp/corpnews/2002release/020424_2.htm

◇海洋科学技術センター　研究系職員募集
http://www.jamstec.go.jp/jamstec-j/JINJI/new_research/index.html

◇スーパーカミオカンデ再建のボランティアを募集します
http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/doc/sk/volunteer/

◇環境科学研究所　植物生理生態分野、生態関連分野に携わる研究員募集
http://www.ies.or.jp/whatsnew/whatnew.htm
環境科学研究所については、弊誌バックナンバーをご覧下さるといいと思います。
http://www.moriyama.com/netscience/Shinohara_Masanori/index.html

◇日経サイエンス　翻訳者を募集
http://www.nikkei.co.jp/pub/science/page_2/magazine/translation.html

◇科学技術者のための総合リソースガイド・NetScience
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