東山歯科クリニック  ~Information~
三浦での開業以来通算25年となりました。これからも身近な話題や、プライベートなことなど気ままに報告したいと思います。お暇な時にふらっと立ち寄っていただければ幸いです。
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巻貝の左右巻き方向を自在にコントロール
東京大学大学院総合文化研究科の黒田玲子教授(生物物理化学)らの研究グループは、細胞分裂を始めたばかりの巻貝の胚(受精卵)を操作して、自然状態での巻き方とは逆向きの殻を作らせることに成功し、論文が26日付の英科学誌ネイチャー(電子版)に発表されています。


  Chiral blastomere arrangement dictates zygotic left–right asymmetry pathway in snails



同じ化学式を持ち構造が異なる異性体のうち立体的な配置が対掌関係にある化合物を光学異性体と呼びます。
アミノ酸を化学合成すると鏡像の関係にある、D-体(dextro-rotatory = 右旋性)とL-体(levo-rotatory = 左旋性)ができますが、両者は物理的・化学的に違う対応をすることが分かっており、製薬・食品など産業の分野では、薬効や味が大きく異なることから問題とされます。

ヒトをはじめとする地球上のすべての生命体を構成する成分として,タンパクはL-アミノ酸だけからできています。
またDNAはD-デオキシリボースに核酸塩基とリン酸基が結合してできたデオキシヌクレオチドがつながったもの,同様にRNAはD-リボースに結合してできたヌクレオチドがつながった糖の仲間です。
つまり,DとLの区別のある化合物では原則としてどちらか一方だけが生きもの役に立っていることになり、このことは生命誕生の謎の中で最高クラスの難問ともされています。

研究グループではキラリティー(左右性)をテーマに、分子や結晶構造、遺伝情報と生物個体の形態との接点など、物質界・生物界における分子から分子集合体の構築プロセスについての研究を続けてきました。


胚配置転換で巻きが逆になったヨーロッパモノアラガイ


体の構造が左右非対称となる生物は、通常は左側に心臓が位置する人間を含め数多く存在しますが、巻貝には内臓の配置も貝殻の形も互いに鏡像関係にあるの右巻きタイプと左巻きタイプの両方が存在します。
黒田教授は「巻貝の研究から、体の左右決定に関する幅広い知見が得られるだろう」とコメントしています。

研究の対象となった巻貝は、欧州原産で淡水にすむ体長2~3cmのヨーロッパモノアラガイで、自然界には右巻きが98%で左巻きは2%の割合で生息しています。
また殻の右巻きか左巻きかは、母貝由来の単一遺伝子によって子貝の巻き方が決まることが、グループのこれまでの実験により確かめられています。


グループは、右巻きの場合は胚が2回目に細胞分裂する際、左巻きの場合は3回目の分裂後に、それぞれの方向にねじれ始めることに着目。
極細のガラス棒を使い、さまざまなタイミングで細胞がねじれる本来の向きとは逆に力を加えて分裂方向を変え、その後の成長を観察しました。

その結果、右巻きか左巻きかにかかわらず、3回目の分裂で細胞が4個から8個になる最中に力が加わった胚は、本来のねじれとは逆向きに成長することが分かりました。
また成長した貝は、巻き方が左右逆になるとともに内臓の形や配置もすべて逆転している以外には、まったく異常がなかったことも確かめられました。


このように遺伝子に書かれた情報が、物理的操作によって上書きされて逆巻になることが示されたわけですが、その後この貝が産んだ子どもは、本来の遺伝子に書かれた巻型にもどっていることから遺伝情報は保存されたままでした。

ヒトなどの脊椎動物においても、発生初期のある段階での細胞の配置が左右性の決定に影響を与えている可能性が示唆され、今後の研究のゆくえが注目されるところです。


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プロフィール

Kiyoshi Higashiyama

Author:Kiyoshi Higashiyama
1981年 東北歯大卒、歯科医師免許取得
      東京医歯大 第2口腔外科入局
1985年 健保川崎中央病院 口腔外科医長
1991年 三浦市にて歯科診療所開設
2007年 横浜市中区に移転
・横浜市歯科医師会会員
・日本口腔外科学会会員

Hobby:猫にこだわる、元祖アキバ系

星陵フィルハーモニー管弦楽団結成に参画、特に現代音楽には造詣が深い。

スキーは学生時代からアルペン競技をかじり、expertを自任。
シーズン中は道央エリアを中心に活動するが、ススキノでの目撃情報多数。

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