受験生向け研究绍介
伊藤 靖夫
理学科 生物学コース 遺伝教育分野
DNA 分子が細胞に取り込まれるしくみを解明する
遗伝的形质転换の分子机构
高校で大肠菌の形质転换を経験する方も多いと思います。细胞と顿狈础を试験管に入れ、氷上においた后42℃に短时间置き、选択条件の栄养培地上に涂布すると、翌日、コロニーが现れる実験です。これに紫外线をあてると緑色の蛍光を発するところまでやるかも知れません。2时间もあれば谁にでもできる简単な作业です。
今から45年前、1975年に形质転换と制限酵素を利用した遗伝子组み换えおよびクローニング技术の可能性と危険性を理解した研究者达の呼びかけによって、カリフォルニア州でアシロマ会议が开催されました。
私の研究テーマは、形质転换时に、试験管の中で顿狈础と细胞との间で何が起こっているのか？です。研究材料として、麹菌の仲间のAspergillus nidulansという真核菌类を使っています。
今から45年前、1975年に形质転换と制限酵素を利用した遗伝子组み换えおよびクローニング技术の可能性と危険性を理解した研究者达の呼びかけによって、カリフォルニア州でアシロマ会议が开催されました。
私の研究テーマは、形质転换时に、试験管の中で顿狈础と细胞との间で何が起こっているのか？です。研究材料として、麹菌の仲间のAspergillus nidulansという真核菌类を使っています。
1975年にアシロマ会议が开催された会场
1：细胞膜でのできごと
遗伝子として机能する顿狈础は结构大きくて、细胞膜を自由に通过することはできません。上记の実験で42℃の时に细胞膜がゆるむ等、説明されたかも知れませんが、実験结果に基づいた、具体的な分子机构は不明です。动物细胞や真核菌类では、エンドサイトーシスによって取り込まれます。
2：细胞内でのできごと
真核细胞の场合、细胞内に导入した顿狈础は染色体顿狈础に组込まれると安定します。形质転换は人為的な操作なので、染色体への组込みには、细胞に备わっている装置を借用することになります。具体的には、顿狈础の损伤修復および组换えに関与するタンパク质复合体です。また、これまでの研究でアミノ酸の代谢系が関与することが示され、より大きな枠组みでの全体像に関心が拡がりました。
3：これまでとこれから
この研究はもともと、牧草と共生するカビ（エンドファイト）が作る毒素の遗伝子を研究していた顷に端を発します。学生时代、毎日、形质転换をする度に、本来の研究よりはむしろ、「こんな简単に顿狈础が细胞に入っていいのか？」「こんなことが起こるのなら、进化的な时间では何でもありではないか？」と思えてなりませんでした。この研究によって、遗伝子のダイナミックな动きを取り込んだ生物像を描くとともに、染色体工学等にも贡献できると考えました。
后者の染色体工学に関しては、ゲノム编集として技术的に确立され，2020年に顿辞耻诲苍补、厂丑补谤辫别苍迟颈别谤両博士がノーベル生理学?医学赏を受赏されました。しかし、様々な代谢系や制御系の関与は、前者の动的な顿狈础と现在の细胞という点から、まだまだ、解明する価値のある点が多く残されていることを示しています。
后者の染色体工学に関しては、ゲノム编集として技术的に确立され，2020年に顿辞耻诲苍补、厂丑补谤辫别苍迟颈别谤両博士がノーベル生理学?医学赏を受赏されました。しかし、様々な代谢系や制御系の関与は、前者の动的な顿狈础と现在の细胞という点から、まだまだ、解明する価値のある点が多く残されていることを示しています。
高校生へのメッセージ
何のための生物学か？
目を瞑って、「问い」をできるだけたくさん思い浮かべてみて下さい。例えば、「空は何故青いのか？」とか、「自分って、いったい、何？」、あるいは「どうやって金储けよう？」等、何でもよいです。そして、それらを自分の関心にしたがって并べてみて下さい。
そのリストをじっと眺めてみると、自分の进路が见えてこないでしょうか？
见えた结果として、理学部の生物系学科に进学しようと思う方は心配しなくて大丈夫です。
理学部で行う研究?実験は、多くの点で调理に似ています。あるいは芸术や文学にも似ています。というより、これらは同じ営為だと考えている教员が多いと思います。最终的な结果として、美味しい料理が出来るのか、感动的な絵画や旋律?楽曲、あるいは诗や小説が生み出されるのか、と言うことに対して、生物の未知の姿を描き出す、という违いです。
理学部で、「生物って何？」「自分って何？」、その他、より具体的な问いに対して向き合う时间を过ごせば、その结果として、自分自身の生物像の端绪をつかむでしょう。そして、そのような生物像は、コロナ祸によって変貌するこれからの社会では特に、大切な拠りどころになります。また、诚実に问いに向き合う过程を积み重ねる経験と训练は、社会の中で皆さんを守る鎧になります。
そのリストをじっと眺めてみると、自分の进路が见えてこないでしょうか？
见えた结果として、理学部の生物系学科に进学しようと思う方は心配しなくて大丈夫です。
理学部で行う研究?実験は、多くの点で调理に似ています。あるいは芸术や文学にも似ています。というより、これらは同じ営為だと考えている教员が多いと思います。最终的な结果として、美味しい料理が出来るのか、感动的な絵画や旋律?楽曲、あるいは诗や小説が生み出されるのか、と言うことに対して、生物の未知の姿を描き出す、という违いです。
理学部で、「生物って何？」「自分って何？」、その他、より具体的な问いに対して向き合う时间を过ごせば、その结果として、自分自身の生物像の端绪をつかむでしょう。そして、そのような生物像は、コロナ祸によって変貌するこれからの社会では特に、大切な拠りどころになります。また、诚実に问いに向き合う过程を积み重ねる経験と训练は、社会の中で皆さんを守る鎧になります。