大象传媒

ショウジョウバエと探る生物の相互作用の仕组み

生物は、个体内の细胞や臓器がうまく连动して生きています。个体同士も、コミュニケーションをとり、协力しながら种を维持しています。さらに、异なる种の生物も、物质の提供や交换などを通して、互いに共存を図っています。つまり生物界では、さまざまなレベルの协调のシステムが不可欠。交尾や寄生などの现象に注目し、臓器や个体の间で行われる物质のやりとりや、その作用のメカニズムを捉えつつ、生物たちの生きる様に迫ります。

生物は协调して生きている

　生物の体はたくさんの细胞や臓器で成り立っています。でもそれらは胜手に动いているわけではなく、协调し、全体として机能しています。それは、体内で分泌されたホルモンなどの物质や外界の情报を受け取った自律神経が発する何らかの指令が体の中を巡り、それを受け取った细胞や组织が适切に働く、という相互作用の集合ともいえます。一つの个体内だけでなく、同种や异种の个体间でも同じような相互作用があり、それによって生态系全体のバランスがうまく保たれているというわけです。こういった生物内や生物间の相互作用の仕组みを探るのが大きな研究テーマです。
　同种の个体间の相互作用がもたらす生命现象として注目しているのが生殖です。交尾をすると、メスはたくさん食べるようになったり、再度の交尾をしなくなったりします。これはメスの自発的な行动ではなく、実は、オスの精液に含まれている物质がメスの体内に入って起こす変化です。このように、个体同士も、さまざまな物质を介して协调しているのです。

最强のモデル生物「ショウジョウバエ」

　研究の対象としているのはショウジョウバエ。遗伝子や顿狈础が知られるよりも前、20世纪初头にアメリカの生物学者モーガンによって、ショウジョウバエの眼の色の违いが染色体上の特定の部分に现れることが见いだされ、染色体上のどの番地に変异の原因があるかが分かるようになりました。この発见以降、研究用のモデル生物として、今も広く使われています。
　その上ショウジョウバエは、简単な材料で作られる人工の饵で容易に育てることができ、一世代のライフサイクルも2週间ほどと短く、変异体も豊富なので、マウスなどと比べても、速く研究を进められるという利点があります。さらに、日本の京都をはじめ世界各地にストックセンターが作られており、膨大な変异型のデータベースも整备されて、必要に応じて取り寄せる仕组みができています。体长わずか数ミリ程度の小さな昆虫ですが、研究材料としては最强です。

寄生蜂から见える协调の不思议

　ショウジョウバエに寄生し、毒を注入して卵を产みつける蜂がいます。残酷なイメージですが、これは生态系の中で非常に重要な异种间の相互作用の一つと认识されています。この寄生蜂の毒の成分と作用について、最近新しい発见をしました。ショウジョウバエと同じくらいの小さな寄生蜂が持つ毒素のうちの2つの成分を同定し、これらが宿主を杀さない程度にその成长を抑え、代わりに自分の卵を成长させるメカニズムを明らかにしました。ただ、この寄生蜂は数百种类もの毒タンパク质を持っており、全容解明はまだ先です。
　自然界で、小さな、しかも系统的にかなり离れた昆虫同士が出会う确率はとても低そうです。でも実际に调査をしてみると、ショウジョウバエがいるところには、どこからともなく寄生蜂がやって来ます。こうした昆虫と寄生蜂の相互作用があってもなお、互いの种が维持されてきたと考えると、ますます不思议は募ります。

その先の生物学へ

　高校生の頃に読んだ、利根川 進 博士（1987年ノーベル生理学?医学賞受賞）へのインタビュー本を読んだこと、そして高校の先生の生物の授業の面白さに刺激され、生物学への興味がかき立てられました。その後、大学で受けた講義の影響もあり、遺伝学や発生生物学を本格的に志すようになりました。
　2008年に筑波大に着任して以来、「出されたご饭は美味しくいただく（＝得られたデータを尊重し、研究の方向性を柔软に変えていく）」をモットーに、多くのスタッフや学生、そして何万匹ものショウジョウバエと寄生蜂の力を得て、世界的に见ても特徴のある成果を発信し続けてきました。
　モーガンが筑いたショウジョウバエ研究の基础は、弟子たちによって発展を続け、自身もその系谱の中で7代目ぐらいにあたります。ショウジョウバエの饲育そのものに関する研究も进み、近年では、完全栄养食や、ロボティクスや机械学习を応用した自动行动解析装置なども开発されています。协调システムを突き詰めた先の、生物学の次のステージに向かって、ショウジョウバエとその寄生蜂との旅は続きます。

筑波大学生存ダイナミクス研究センター（TARA） 丹羽プロジェクト（生理遺伝学研究）

时々刻々と変化する自然界の环境にさらされながら生きている生物は、环境の変化に応じて、个体を构成するさまざまな器官の间で、あるいは个体间や异种生物间で、神経やホルモンを介して复雑な情报交信を行い、その相互作用によって、それぞれの生命活动を制御?维持している。こうした相互作用のメカニズムとその意义の解明を目指し、モデル生物であるキイロショウジョウバエを主材料に用いて、生殖や寄生などに着目した研究を进めている。

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（文責：広報局 サイエンスコミュニケーター）

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