細胞は集まって協働して機能する それをまとめる共通原理はなにか
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设计図を见ることなく建筑物であるカラダを作り上げる
人の身体は60兆とも言われる膨大な数の细胞の共同体です。元をたどれば受精卵というたった一个の细胞で、それが分裂し、お互いに结合した细胞シートとなり、立体的には中空のボールができます。そのボールの一部が引っ込んで内部に落ち込むなどの大规模な変形を起こして臓器の元となります。
脳なら脳、胃なら胃を作る細胞が集合して臓器をゼロから作り上げるのでなく、あくまで細胞シートの変形から脳も消化管もできていきます。家を作るのには設計図が必要で、それに従って材料を切り、組み立てます。しかし、細胞は隣の細胞については触って様子を確かめられますが、遠くの細胞 の様子はわかりません。
全体の形を見て確かめることができないのに、細胞は自分がどこを受け持っているのかがわかり、親子はそっくりの顔になったりするのです。 「建築材料と生きている細胞との違いがここにあります。実におもしろいことです」
米村先生の研究は、ここから始まります。细胞が何をしているのか、细胞と细胞はどのように连络を取り、协力してカラダを作っていくのか。
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细胞シートが変形するには相応の力が働かなくてはなりません。それぞれの细胞が力を出して変形し、それが伝わって细胞シート全体の変形に繋がります。しかし、无轨道に力が働くのではなく、うまく加减しないと一定の形になりません。
细胞と细胞との间にはそれを连结するための特殊な构造(接着装置)がありますが、それを研究するうちに、接着装置中に力を感じて変形、応答するタンパクがあることを见出しました。
「细胞レベルで起こっている现象を分子レベルで理解することができ、兴奋しました。细胞は基本的には强い力で引っ张られれば引っ张り返す、弱い力で引っ张られれば、力を弱める、というようにバランスをとっているようです」
この构造変化を异常にしてしまえば、丸くなる细胞集団が歪になってしまうそうです。
细胞シートは基本的にカラダの外と内とを隔てていますので、表里があります。外からは栄养を取り入れ、内侧にはそれを放出して全体にいきわたらせます。この表里(细胞の极性)は极めて正确に保たれ、稀な逆転すら见られません。隣の细胞の极性を知って揃えようという仕组みがあるように思われます。
「确かに逆転があれば、消化酵素がカラダの内部を溶かしてしまうようなことが起こってしまいます。この细胞极性がどんな仕组みで形成され、隣の细胞と同じ方向に揃えられるのかも私たちの重要なテーマです」
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先生は、この不思议な细胞のメカニズムの研究に取り组んでいますが、それはまるで细胞との対话のようでもあります。
「カラダにとって重要な、シートを作って机能する细胞群を上皮と言いますが、それに着目しています。上皮シートの形成に関わる基本的で重要なことに纯粋に兴味を持ち、あの手この手で解き明かしていくのが基本的な姿势です。それが病気に関係することもたまにあります。例えば、がんも多くは上皮细胞の异常増殖から生じます。がんが致死的なのは浸润転移を起して治疗が追いつかなくなるためですが、浸润転移も上皮细胞として集団で起こすものなので、上皮の性质を理解することから浸润転移を止められないかと考えています。谁も考えなかった発想から物事を解き明かしていくのが研究の醍醐味です」
先生は子どもの顷から动物好きで、今でも狈贬碍の「ダーウィンが来た」をほぼ欠かさず见ているとか。
また四国88カ所を走って回るほどの健脚でもあります。徳岛マラソンにも2回参加しました。
「长距离走のトレーニングも自分のカラダを使った実験ですね。その时のカラダの状况、トレーニングで培った走力を考えてレースをマネジメントします。根拠のない梦や欲に囚われやすいのが人间であり、反省させられることが多いのです」
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- 大学院医歯薬学研究部
- 医学域 細胞生物学分野 教授
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[取材] 169号(平成29年10月号より)
