TSUKUBA FRONTIER #009:栄養?出産?寿命 遺伝子に刻まれた「普通の営み」の暗号を解く
生命領域学際研究センター(TARA) 深水 昭吉(ふかみず あきよし)教授
1959年 东京都生まれ(札幌で育つ)
1983年 筑波大学第二学群农林学类卒业
1985年 筑波大学修士课程环境科学研究科修了
1987年 筑波大学博士课程农学研究科単位取得退学
?筑波大学助手 遺伝子実験センター
1990年 筑波大学講師 応用生物化学系
1994年 米国ソーク生物学研究所
1995年 筑波大学助教授 応用生物化学系
1999年 筑波大学教授 先端学際領域研究センター
(2010年~ 生命領域学際研究センター)
2002年 文部科学省21世纪颁翱贰プログラム拠点リーダー(生命科学)
2011年 文部科学省新学术领域研究「転写代谢システム」领域长
妊娠高血圧症マウスの衝撃
高血圧症は、年齢とともに慢性的な症状として现れる生活习惯病と捉えられていますが、比较的若く健康な女性がしばしば妊娠中に中毒症になることは古代ギリシャ时代から知られていました。今でいう妊娠高血圧症候群です。长い间、妊娠?出产におけるトラブルは仕方のないことだと考えられており、研究対象になり难い病気でしたが、医疗技术や卫生环境が整わない地域や少子化が进む社会では、妊娠中のリスクは大きな问题です。
ヒトの遗伝子をマウスの受精卵に注入すると、ヒトの遗伝子を持ったマウス(トランスジェニックマウス)が生まれます。このマウスは人间と同じように年を取ると高血圧症になるので、これをモデルにして、高血圧症が遗伝子由来で起こることを証明しようと考え、研究を始めました。その过程で偶然见つけたのが、妊娠中に高血圧症になったマウスです。そもそも哺乳类の多くは、妊娠中に血圧が上がることはありません。ヒトの遗伝子を持ったために、このような症状が现れたのです。
1996年に论文発表した妊娠高血圧症マウスの発见は、世界中の研究者に大きな衝撃を与えました。その后の研究で妊娠高血圧症は、加齢による高血圧症とは発症のメカニズムが异なることや、母亲と胎児との间の物质のやりとりがカギを握っていることも分かってきました。世界初、そして唯一の妊娠高血圧マウスの登场が、妊妇や子ども用の治疗薬开発や安全な出产に対するケア拡充への期待を高めています。
栄养索と遣伝子の密接な関係

病気の治疗に効果があるのは薬だけとは限りません。ビタミンなどの栄养素が効く场合もあります。糖分や脂肪分といった栄养素が、血圧も含めた健康维持と密接に结びついていることを考えれば、その重要性は明らかです。加齢や妊娠によって代谢は大きく変わります。各栄养索の机能や体内での変化、适正な摂取バランスなどを解明するため、栄养素の代谢を遗伝子との関わりから调べています。
特に注目しているのがメチオニンというアミノ酸です。体内で作ることができず、食品から摂取しなければならない必须アミノ酸で、どんな生物でも、たんばく质を合成する际の末端、つまり出発物质はメチオニンと决まっています。メチオニンが欠乏すると、遗伝子の発现に异常を来します。たった一つのアミノ酸が遗伝子の働きを変えてしまうのです。
食や健康の面での栄养関连の研究は、ほとんど完结していると考えられていましたが、遗伝子レベルで见直してみると、これまで知られていなかった栄养素の姿が现れてきます。さらに研究が进めば、食育などの考え方も変わっていくかもしれません。
线虫で探る代谢と寿命
遗伝子研究のモデル动物といえばマウスがまず思い浮かびます。ヒトと同じ哺乳类で体の构造も似ており、様々な遗伝子操作を施したモデルマウスが作られています。约2年というマウスの寿命も多くの研究にとっては好都合。しかしそれは、代谢や寿命の研究においては长过ぎるのです。
そこで登场するのが线虫です。分类上はヒトとは程远い线形动物に属する、体长1ミリほどの小さな生物ですが、遗伝子の构成や代谢の仕组みは惊くほどヒトと似ています。寿命も数十日程度と短く、全遗伝子に対するミュータント(変异体)がそろっているので、マウスより格段に扱いやすいモデル生物です。

日本人の平均寿命は徐々に延び、男女ともに80歳を越えましたが、生命体としての限界はあるのでしょうか。线虫は、ある1つの遗伝子が変异するだけで、寿命が2?3倍に延びることが分かっています。ヒトに置き换えると200歳ぐらい。この遗伝子はヒトも持っていますから、线虫での研究は重要です。加齢に伴う栄养素の代谢に着目して遗伝子の変化を追ってみると、アミノ酸、つまりメチオニンの働きに再びたどり着きます。メチオニンを手掛かりに、生物の寿命を决める要因を探っています。
出会いがもたらす研究の好循环
妊娠高血圧症マウスの発见から10年経ち、研究に行き詰まりを感じていた顷、二つの大きな出会いがありました。一人は、アメリカ行きの机内で偶然隣の席に座っていた产妇人科医。同じ学会に向かうところでした。妊娠高血圧マウスの论文を授业に使っていると闻き、大いに励まされました。この研究は自分の研究室でしかできないこと、その成果を待っている人がいることに気付いたのです。
もう一人は、あるシンポジウムで讲演をした际に、同じく演者として参加していた线虫の専门家です。线虫を使ってみないかと提案され、学生たちも连れて泊まり込みで线虫の扱い方を习いました。これは研究の幅を大きく広げました。
研究室には若手研究者、公司からの社会人大学院生、他大学も含め多様な背景を持った大学院生など、多くの研究者たちが集まってきます。スタッフも含めると総势40名近い大所帯です。彼らとの出会いも大切な财产。研究上の困难を乗り越えるヒントをくれるのはいつも「人」です。それは必ずしも権威ある研究者や剧的なイベントとは限りません。妊娠高血圧マウス、线虫、そして研究室をめぐる人々との出会いが、研究活动の好循环を生む原动力です。

(文責:広報室 サイエンスコミュニケーター)