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生命科学の冒険者
ようこそ、生命科学の冒険者へ。
プレゼンターのあきです。
アシスタントのとみーです。
この番組では、生命科学における画期的なブレイクスルーを成し遂げた偉大な研究者たちの人生と、その背後にあるドラマをお届けします。
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それでは、ノーベル賞の続きのお話をさせていただきたいと思います。
ノーベル賞って他どんな部門があるかご存知ですか?
私はゴリゴリに文系なので、文学賞とか平和賞とかそっちはなんとなくわかるんですけど、
逆に科学モードは何種類あるのかよくわかってないです。
ノーベル賞には他に物理学賞、それから化学賞、化け学賞ですね。化け学賞がありますね。
あとは、ノーベル平和賞は言ったか、経済学賞かがありますね。文系の分野になるのかな。
ゴリゴリ数学を使うような気もするから、どっちかはよくわかんないですけれども。
数学賞とかはないという感じですね。
過去、平和賞を取られた日本人もいますし、文学賞を取られた日本人もいますし、経済学賞はないんじゃないかなと思います。
この生命科学の冒険者では、生命科学を扱いたいので、ノーベル賞だと生理学、医学賞が基本的には受賞されたとか、
それの受賞に近づいたような素晴らしい研究をされた方をご紹介したいなというふうに思っているんですが、
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前回やらせていただきましたPCRを発見したキャリー・マリスですね。
彼は生理学医学賞ではなくて化学賞、ノーベル化学賞を取られていらっしゃいます。
実は化学賞、今回も多項市でノーベル賞を取られましたけれども、
日本人が取られましたけれども、すみません、今お名前をど忘れしちゃったんですけれども、
過去にノーベル化学賞でこの分野は生物だよなみたいなので、
ノーベル化学賞を取られた先生がいらっしゃいますので、
そちらも過去こんな日本人の方が医学もしくはバイオテクノロジーの分野で
よく使われるような技術で取られていますよというのをご紹介したいと思います。
2008年、下村治博士ですね。
こちらの先生は、緑色蛍光タンパク質、GFPと略しますけれども、
の発見とその生命科学への応用というところで受賞をされました。
クラゲから光るクラゲがいるかと思うんですけれども、
クラゲから光る原因物質を分離してですね、
その一つ、緑色に光るのでグリーンフロレッセンスプロテインというんですけれども、
それで略してGFPと我々呼んでますけれども、
この光る原因物質を分離して、それが光るタンパク質であるということを発見したんですね。
緑色に光るタンパク質というのを発見された先生になります。
GFPは生物の体内で光る、緑色に光るので、
例えば何かのタンパク質を研究したいと、体の中でとか細胞の中で、
どのようにその緑色のタンパク質が働いているんだとか、
どのように例えば輸送されるんだとか、
もしくはそのタンパク質がどこで働いているのかというのを見るときにですね、
目的、研究者たちが見たいタンパク質の遺伝子の下に、
このGFPのタンパク質も一緒につけておくようなことをします。
遺伝子を、研究したい遺伝子の下に緑色タンパク質の遺伝子をひっつけておきます。
それで細胞にとか生物にぶち込んでやります、遺伝子注入してやりますと、
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そうするとですね、研究したいタンパク質を作った後ろにですね、
必ずその緑色の分子がひっついたタンパク質ができるので、
なので目的のタンパク質に色をつけるようなことができるんですね。
目印になる。
目印になる。
それで蛍光顕微鏡っていうGFPを見ることができる顕微鏡で見てやると、
そのGFPがどこでどういうふうに動いていくのか、
もしくはどこの部分でそのタンパク質が出てるのかっていうのを見ることができます。
という形で、これはですね、今のバイオの研究の中ではなくてはならない技術。
ちなみにですね、このGFPの他に赤色に光るやつとか黄色に光るやつとか青に光るやつとかっていうような形で、
もうタンパク質っていろいろ相互作用してるので、
1種類のタンパク質だけじゃなくて、2種類も3種類も4種類も光らせたいみたいなのも
色の違いで見分けることができて、
っていうような形でですね、いろんな仕掛けを作ってですね、
いろんなタンパク質が体の中で細胞の中でどんな働きをしているのかっていうのを見るための道具としてですね、
すごく使われている物質になるんですけれども、
そういったものをこの先生はですね、とにかく光るクラゲが不思議だっていうのでですね、
光るクラゲをとにかく網でいっぱいすくっては、ひたすら実験を繰り返してたという先生になります。
まさかですね、おそらく下村先生自身もですね、
それが研究の道具として使えるようになるっていうのは最初は分かってらっしゃらなかったんじゃないかなと。
クラゲが光る仕組みが知りたかっただけで一生懸命だけというか、
それを知りたくて一生懸命頑張ってた研究がまさかこんな風に花開くと。
より広く影響を与えてるんですね。
というところですね。
というところでノーベル科学賞を受賞されていらっしゃいます。
2002年ですね、田中浩一さんですね。
はい。
田中浩一先生はですね、
生体鉱分子の導体及び構造解析のための手法の開発というところで受賞をされたんですけれども、
それは、それまではですね、困難だったですね。
タンパク質のような大きな生体分子を壊さずにイオン化して、
質量分析計で正確に質量を測る技術。
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はい。
ソフトレーザー脱離イオン化法というものを開発しました。
もうかなり…
私は今ちょっと言葉が全く…
入ってこない。
呪文に聞こえてますが。
僕もスクリプト見ながらじゃないと話せないようなものになります。
この技術によってですね、
ちょっとだけの血液、少量の血液などから特定のタンパク質の存在とか、
もしくは変化をですね、高感度で見れるように捉えられるようになりまして、
で、病気の早期発見とか診断とか、
もしくは創薬の研究に不可欠な基盤技術を作りましたよという形ですね。
田中先生はですね、
どこだったっけ?
シマズだ。
シマズっていうですね、会社がありますけれども、
あそこの研究員なんですね。
企業の研究員。
企業の研究員。
大学の研究室ではないということですね。
そうですね。
企業の研究者として初めて、
日本人で初めて企業の研究者でノーベル賞を取った方になります。
で、彼がですね、発見したのは本当に画期的な技術でですね、
化学物質の分子量を見るために、
そいつにですね、電化をつけてあげて、
電気の荷物で電化?
電化ですね。
イオン化するんですけれども、
それで横向きに飛ばしてあげます。
シュンと打ってあげます。
で、その時に床に磁石を、
電磁石を置いておきます。
イオン化されてマイナスの電化を帯びていると、
プラスに引き寄せられるので、
もしくはプラスに電化を持っているとマイナスに引き寄せられるので、
それで磁石の床にポチョンと落ちます。
これが電化がそれほど乗っていないと遠くまで飛びます。
分子量が大きいと電化が乗るんで、
それで近くにポチョンと落ちます。
重いものは近くに落ちるし、
軽いものは遠くに飛ぶっていう。
これで化学素性がHが何個ついてて、
Cが何個あって、Oが何個だっていうのが推測できる。
これが化学物質だけじゃなくて、
タンパク質でもできるようにしたと。
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そうすると、
恐ろしくいっぱいのいろんな種類の
数のタンパク質が体の中でいろいろと働いてくれてるわけですけれども、
どんなタンパク質が、
細胞とすりつぶしてやってタンパク質を出してきて、
それを技術を使って質量分析してやることで、
どんなタンパク質がどれぐらいの量あるのかっていうのを見えるようにしたんですね。
というような形で、すごく簡単に言ってますし、
詳しく調べてしゃべってるわけじゃないんで、
間違ってるところがあったらあれなんですけれども、
だいたいざっくりそんな感じの技術を開発した方で、
それまでの化学物質っていうか、
もっと単純な有機化学とかで使われるぐらいの分子に対して使われてたものを
タンパク質にまで広げたというところで、
この田中先生は評価されまして、ノーベル賞を受賞されてまして、
これも本当にノーベル化学賞として受賞されてますけれども、
我々バイオテクノロジーの世界ではもうなくてはならない技術になってます。
本当にもう有効な分析手法の一つになります。
2001年は野良良二先生がノーベル化学賞を取られてます。
これは受賞理由がキラル触媒による不正反応の研究という形で、
化学合成において天然の物質と同じように、
左手型と右手型という形での共存位生体というのがどうしてもできてしまいます。
化学的に水素に酸素を反応させると水というのができて、
これは左右同じ形してますよね。
Oが真ん中にあって水素が両端にHHでついていると。
H2Oという形になりますけれども、
これは左右ひっくり返しても左側と右側に水素がいて真ん中にOというのは分かりますけれども、
これが複雑な構分子になってくると、
共存体というんですけど、鏡に映したような構造を取ることがあります。
それを単純に左手型とか右手型というのでL体とかR体とかというふうに言うんですけれども、
これは化学合成をしてしまうとどうしても半々で出来上がってきてしまうんですね。
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だけど構造式としては一緒なのでなかなか分けるのが難しい。
なんですけれどもこれを左手だけとか右手だけとかっていうのを作れるよっていう触媒を開発した先生になります。
すごそう。
これかなりすごい技術ですね。
で、かつてサリドマイド事件というのがありました。
妊娠中に気分が悪くなって嘔吐したりとか、
吐き気があったりとかする症状って何でしたっけ?
妊娠中の…
つわり?
つわり、そうつわりつわり。
つわりを軽くするための薬としてサリドマイドという薬が発明されて、
それを取った妊婦さんたちは本当にすごい楽になったんですね。
一応脚光浴びた薬だったんですけれども、
これを使った妊婦さんから生まれた子供っていうのは手足が短い危険児が生まれてしまったんです。
これは甲状胃症態で片方は劇的に効く薬だったのに、
もう片方は毒物だったんですね。
胸臓胃症態?
胸臓胃症態ですね。
右手型、左手型の話が…
右手型がどっちかどっちか忘れちゃったけど、
どっちかは有効だけど、
もう片方は毒だったんです。
じゃあサリドマイドを使用した方の中で全く影響がなく、
つわりだけが収まった方と…
いや、科学的に合成したサリドマイドだったので、
右側も左側も50%ずつ含まれていたので、
一つの薬に両方含まれてしまうから…
両方含まれていたので、つわりが収まるのに非常に効いたんだけれども、
胎児に対してもう片方の側の方が毒として効いてしまって、
それで成長の不全が起こって、手足が短い…
危険の人がその時期に生まれてしまったということがあります。
これをのより先生は防ぐことができる合成手法を開発したと。
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めちゃくちゃありがたいですね。
めちゃめちゃありがたいですね。
サリドマイド自体もマウスでは毒性が出なくて、
人間で毒性が出たということで、
動物実験では大丈夫だから使えるという風になったんですけれども、
残念ながら人間ではちょっと違うことが起こってしまって、
そのような結果になってしまったということになります。
これもノーベル科学賞なんですけれども、
まさに医学賞ですね。
素晴らしい薬を作る基礎技術、
胸臓異性体による毒性が起こらないようなことをするための基礎技術というか、
非常に重要な技術として、
医学の世界にも貢献するような研究だったのかなというところで、
今回取り上げさせていただきました。
物理学賞とか本当はとても興味があって、
いろいろ紹介したいんですけど、
とりあえずライフサイエンスのポッドキャストなので、
とりあえずノーベル賞で、
過去日本人で分子生物学とか生物の世界に関わるような研究について、
前回と今回でご紹介をさせていただきました。
引き続きまして、
坂口先生の研究とか、
坂口先生のお話に入る前に、
まず免疫学の発展の歴史というところで、
坂口先生の以前、
どのように免疫学が発展してきたのかというところを、
お話をさせてもらいたいと思います。
まず1番目、古典的な免疫学の確立期というところで、
19世紀末から20世紀前半にかけての時代になりますけれども、
この時代の理解は病原体が体を守るという、
免疫システムの防御機能の解明が中心でしたよということになります。
病原体が入ってきたよと、
それに対してどうも体の中でそれを守ってくれる機構があるねというのが分かってまして、
分かってましてというか、
どうなんだろうな、
そういう現象があるというのは分かっていて、
それが実際どういうふうな仕組みで成り立っているのかというところで、
まず、植細胞説というのが言われます。
これ、メチニッコフという博士が1880年代に
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唱えた説ですけれども、
白血球が異物を食べる食細胞ですね。
白血球細胞を飼って顕微鏡で見ていると異物を食べているなというのを発見して、
これが細胞による防御、
細胞生命域というのがあるよということを提唱します。
抗体酸性説というのも出てきます。
これはその10年後ぐらい、1890年代になりますけれども、
エール・リッヒという科学者がこちらを唱えます。
北里先生が抗原抗体反応の抗体が入った血清を、
発症風菌にかかる、徐々に発症風に、最初はちょっとだけからだんだん量を多くしていくと、
発症風に強い生物が、
これは第2回の北里のシリーズの特記のやつを聞いてもらえれば分かるんですけれども、
取り上げた時のやつを聞いてもらえれば分かるんですけれども、
マウスに発症風の毒素を注射しても死なないマウスというのが、
毒に強いマウスというのがいて、
その子にさらにどんどん強い毒を打っていっても全然死ななくなっていくと、
どんどん毒になれていくと。
その発症強くなったマウスの血の中から血清を取り出してやって、
発症風の毒素を注入して死にかけているマウスにその血清を打ってやると回復すると。
ということで、何か分からないけど血清の中には毒を消してくれるやからがおるなと。
これが現象としてあるというのは分かって、
いろんな病気に対してそれが使えるんじゃないかというので、
血清療法というのがどんどん盛んになっていきます。
これはまさに北田先生が最初に見つけたものになるんですけれども、
そういったものがあるよというところで、
それは血清の中に抗体というものがあって、
それが毒素抗原に対してぶつかるとかひっついて、
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それで毒を無毒化しているんだというふうなことをエール・リッヒは見つけます。
ちなみにエール・リッヒは1908年にこちらの研究が評価されてノーベル賞を受賞しております。
さらに余談を言うと、エール・リッヒはその後魔法の弾丸と呼ばれるんですけれども、
今我々がよく飲んでいる薬ですね。
これ化学物質なんですけれども、
初めて化学物質で薬になるものを見つけて、
梅毒の治療薬を開発します。
その時にその実験を手伝ったというか、その実験のすべてをほぼやった方が、
ハタ先生という日本人の研究者がエール・リッヒの下でその実験をしたんですけれども、
彼は北里音門科生になります。
なのですごい繋がりがあるんですよね。
ここでも免疫の優れた日本人がいたんだなということがちょっと言いたかったところなんですけれども。
獲得免疫の概念というので、
ジェンナーとかパススールがワクチンを作って、
それで天然とワクチンによって一度かかると二度とかからないとか、
ワクチンであらかじめかからないようにしてやることができるというところで、
これは獲得免疫と呼ばれる概念で、
さっきの食細胞説、メチニコフが見つけたのは自然免疫という形で、
まずはとりあえず守るという感じですよね。
それに対して一度かかったものに対してはもう絶対にかからないという獲得免疫というものがもう一つあって、
この病原体を記憶しておいて次回以降に備えるというですね。
予防接種。
予防接種とかもそうですね。あれもワクチンなので。
そういう基本原理が確立されたというのが19世紀末から20世紀前半にかけて行われた
古典的な免疫学の確立期の話になります。
時代進みまして20世紀半ばになってくるとですね、
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免疫学の現代化と事故関与の登場というような形でですね、
免疫システムがですね、自分と自分以外、これ事故と非事故って言いますけれども、事故と非事故ですね。
これをどのように区別しているのかというような根本的な問題が、
根本的な問題というか根本的な疑問ですね、が浮上します。
で、ここに対していろんな人がいろんなことを言うわけですけれども、
例えばクローン選択説っていうのが出てきます。
これバーネットっていう研究者がですね、1950年代に言いますけれども、
リンパ球はですね、それぞれ特定の抗原のみに応答する受容体を持ち、
っていうとちょっとわけわかんなくなると思うんだけど、
あるリンパ球はある抗原にだけ反応すると。
一対一の関係。
で、ある抗原に反応を見つけて反応すると、その細胞だけが増殖する。
それクローン化って言うんだけど、クローン化するという理論を提唱します。
働く細胞を見てるとナイーブT細胞群が急にブワッと増えて強くなるみたいな。
それ映画にあったかな?
あったかな?
とにかくいろんな種類の、俺はこいつが得意、俺はこいつが得意みたいな、
いろんな奴らがいて、
それの中で例えばCOVID-19のウイルスのスパイクタンパクの形のところにちょうどマッチする、
鍵と鍵穴の関係ってよく言われるんだけど、
ぴったりはまり込む腕を持ってるリンパ球君がスパイクタンパクに出会うと、
はまるやん、やべえと。
俺の活躍する場が来たっていうので、まずいっぱい分裂します。
それで体内に、あちこちに駆けずり回って、コロナウイルスを見つけるたびに殺していってくれるということをします。
というのを提唱してくれたのが1950年代のバーネットさんになります。
自己関与の概念という形で、
これはさっきのは敵を見つけたら殺すよということですよね。
その次が免疫システムが自己関与ですね。
要は自分に対しては攻撃してもらっちゃ困るわけですよね。
なのでどのように自分を攻撃しないのかというところで、
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自分を攻撃するようなリンパ球がもし生まれてきてしまった場合は、
それは殺されると、排除されるということを提唱します。
クローナリデリーションというんですけれども、排除ですね。
これが自己免疫を防ぐ唯一の方法だというふうに、この当時は広く信じられていました。
ちなみにこの原理を見つけたバーネットとメダワというお二人の博士が、
1960年代にノーベル賞を受賞しています。
そしてこれがまず一つ目の自己関与ですね。
自分を攻撃するやつは困るから排除するということが確立します。
という考え方が確立します。
あとT細胞とB細胞というのが発見されます。
これが1960年代ですね。
リンパ球が胸腺で分化するというところで、これはT細胞というふうに言います。
リンパ球で胸腺で出てきたものは胸腺が英語でサイナスなので、
胸腺で生まれる細胞ということで、胸腺で教育される細胞なんですけれども、なのでT細胞ですね。
それとは別に骨髄で分化する細胞をB細胞というふうに言います。
これはボーンマローで生まれるからB細胞ですね。
という形でT細胞とB細胞というのがどんどんいるんだなと。
T細胞の方が殺してくれるやつ。
B細胞は抗体を作るやつ。
働く細胞で言うとT細胞が戦いまくっている黒い服を着た軍隊みたいなやつらで、
B細胞はガトリング銃みたいなのを持ってブワーッとY型の抗体を打ちまくるやつらに分かれることが解明されましたよという形になります。
ただこの時代、この自己関与だけではどうも、じゃあなんで自己免疫疾患が起こるんやと。
自分を攻撃するやつらが殺されてくれるんだったら起こりようがないじゃないかということで、
それだけでは説明がつかないよねっていうふうな時代に入ってきます。
そしていよいよ坂口先生が登場してくるようなところに入ってくるんですけれども、
今日はこの辺でお開きとさせていただきたいと思います。
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1個質問なんですけど、今の免疫学の歴史、古典的免疫学とそこから今までのT細胞、B細胞ぐらいまでの話で、
今となっては全く違ったよねみたいな話ってあるんですか?
これは一個一個確立していった歴史を言っているので、
ちゃんと説だけじゃなくて実験的にも確かめられています。
その歴史があっての今の発展みたいなつもりで聞いてたんですか?
そうですね。否定はありません。
といったところで今回は終わりとさせていただきたいと思います。
ありがとうございます。
終われない?
もう一回言っておこうかなと思って、最後に言っておいたらいいかなと思って、
この番組に関連してXやスレツを始めましたので、生命科学の冒険者で検索してみてください。
応援コメントお待ちしてます。
よろしくお願いいたします。失礼いたします。