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こんにちは、なあちゃん。こんにちは、さとしくん。
今回は、当番組のクイズコーナー、Question Time!っていうのをやっていきたいと思います。
あの、このコーナーは、科学に関するクイズをやりながら、興味深い研究の紹介を楽しむっていう趣旨でやっているんですけれども、
昨シーズンは、このクイズでなあちゃんが圧勝したんですよね。
ありがとうございます、本当に。
いや、なんか気づいたんですけど、なあちゃん、感が鋭くって、クイズが得意だっていうことがわかったんですよ。
いや、でも、たぶん、私が言ってる説明は合ってないけど、結果だけ合ってるってことですよね、だいたい。
でも、そういう感じなので、今シーズンは少し形式を変えて、なあちゃんと誰かが回答者としてクイズで対決するっていう形式でやっていきたいと思います。
はい。
今回は、妥当なあちゃんの主客としてゲストをお呼びしています。
そういう趣旨やったの?
Question Time2回目の登場、わらさんです。
はい、こんにちは。主客のわらです。よろしくお願いします。
よろしくお願いします。ありがとうございます。
わらさんは、薬学分野で博士号を取得した後、現在はアメリカの大学で博士研究員として働いています。
その傍ら、アメリカンナイトゴールドっていうポッドキャスト番組を制作していて、
これは主にアメリカ在住の日本人研究者にインタビューするっていう番組なんですね。
だから、研究者の人生を紹介するような番組をされています。
他にもいくつか番組をされているので、
それらについては今回のエピソードのショーノートに載せておきますので、興味がある方はぜひ聞いてみてください。
はい、丁寧な紹介ありがとうございます。よろしくお願いします。
強くないですか?そんなに強くない?
でも、今まで通り頑張ります。
そうなんですよ。だから、わらさんは論文とか書いてる本物の研究者なわけなんですね。
うん、本物ですよ。ゴリゴリの本物ですよ。
だから、すごいハードルが上がるんですけど。
そんなわらさんとなあちゃんに対決していただきます。
でも、やっぱり前シーズンのチャンピオンさんと戦えるということで、胸を借りるつもりで頑張っていこうと思います。
今回の形式なんですが、私が○×の問題を2台出題して、
それをわらさん、なあちゃん両方に答えてもらうっていう形で勝負していただきます。
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同点の場合もあるかと思うので、その場合の決勝問題も準備してあります。
では早速、最初の問題です。
標高の高い地域に住む人では糖尿病が少ないっていう報告があります。
さらにマウスを用いた実験では、酸素が少ないところでは血糖値が上がりにくくなることが示されました。
これは、低酸素環境ではグルコースがより消費されるからである○か×かです。
じゃあまず、第一印象をお願いします。なあちゃん。
そもそもわからんことがいっぱいなんで、○。
はい、じゃあわらさん。
低酸素環境ではグルコースがより消費される。
酸素の代わりに使われるっていうことだと思うんですけど、
グルコースなのかなっていうところがちょっと×なのところなので、今のところ×よりで考えてます。
はい、ありがとうございます。
じゃあ追加の説明です。
糖尿病っていうのは血液中の糖、グルコースの濃度が高くなりすぎてしまう病気なんですね。
グルコースっていうのは細胞にとってのエネルギー源になる物質で、
血液を通して送られてくるグルコースが全身の細胞に取り込まれて使われているんです。
でも血液中のグルコースが多すぎると血管に障害が起きたりするので、糖尿病では様々な症状がみられます。
以前から高地に住む人では糖尿病が少ないっていう報告がありました。
標高が高いところでは空気が薄くて酸素が少ないですから、
低酸素状態が関係あるんじゃないかと思って、マウスを低酸素に置いて血糖値を調べるっていう研究が行われたんです。
その結果、低酸素条件、通常の半分以下の酸素濃度で飼育すると血糖値の上昇が抑えられるっていうことが示されました。
この後、この研究ではどうして低酸素条件では血糖値が上がりにくいかを調べていったんですが、問題はその結果についてで、
低酸素条件で血糖値が低いのはグルコースがより消費されているからである。
まるかばつかになります。
これ素直に聞いたらそうじゃないの?って思うんだけど。
だって血糖値、血糖値というかエレルギリとなるものがグルコースなんですよね。
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その場に物が少ないときっていうのは、それが使われてしまうっていう、消費されるっていうのもあるんですけど、
外へ排出される可能性もあるし、そもそもその場所への供給量が減ってるっていう可能性もあるわけなんですね。
そのうちの答えはグルコースが消費されているっていうのがこの問題なわけです。
そうですね。あとグルコース使うときって酸素を使った反応とかで、うまく体がエネルギーとして使おうとする印象もあるんですけど。
酸素がいるのか。
教科書的にはグルコースからエネルギーを取り出す反応っていうのは主に酸素を使って行われるんですね。
最初に酸素を使わない解凍系っていうので少し分解されて、その後ミトコンドリアっていう器官で水と二酸化炭素にまで分解されるわけなんです。
そのときにたくさんのエネルギーが出てくるんですね。解凍系でも少しエネルギーが取れるんですけど。
水と二酸化炭素になるんだ。あ、なんか脂肪って水と二酸化炭素と熱になるって聞いたことあるんですけど。
脂肪もそうなんですけど糖もそうなんです。
さてというわけなんですけれども、お二人考えはまとまりましたでしょうか。
はい。
はい。もうしょうがないんでね。わかんないもんな。しょうがない。
じゃあ、なあちゃん答えをお願いします。
はい。答えは〇です。
はい。じゃあ、わらさんは。
はい。×です。
×。
ほう。
じゃあ、答えです。
はい。
はい。今回の論文はグラッドストーン研究所のヨランダ・マティ・マテオスらによるセルメタボリズムの論文です。
まずこの論文ではグルコースがどこに行ってるかを標識して調べたんですけれども、
どこか特定の臓器、肝臓とか筋肉にたくさんグルコースが移動していっているわけではないということがわかりました。
で、この論文では次に石鹸球に注目しています。
低酸素状態になると石鹸球が増えることが知られているんですね。
普段の数の倍ぐらいまでになるそうなんです。
へえ。
それでこの研究者たちが考えたのは石鹸球がグルコースを取り込んでいるんではないかっていうものです。
それを調べるためにまず射血って言って血を抜いて石鹸球を減らすっていうのをやってみました。
そうしたら低酸素でも血糖値を下げるっていう効果が減ってたんですね。
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逆に油血で石鹸球を増やすっていうことをしてみたんです。
この時は普通の酸素濃度でも血糖値が上がりにくくなりました。
さらに石鹸球にグルコースが取り込まれてるっていうことも確認してます。
なるほど。
だから低酸素条件では石鹸球が増えて増えた石鹸球がグルコースを大量に取り込むから血糖値が低く抑えられてるっていう仕組みが示唆されたんですね。
はいはい。
さらにこの研究では石鹸球の中でグルコースがどうなっているのかを調べてます。
まず石鹸球にはミトコンドリアがないんですよ。
グルコースは回答系っていう経路で最初少し分解されて、普通の細胞ではピルビン酸っていうのができてきます。
これがミトコンドリアに行って水と二酸化炭素まで分解されるんですね。
でも石鹸球ではミトコンドリアがないですから回答系までしか反応が進まないんです。
なるほど。
でも石鹸球には特別な代謝経路があって、回答系の後に2,3-BPGっていう別の分子が作られます。
この研究では低酸素条件ではこの分子が増えるっていうことを示してます。
さらに面白いことに、この分子が低酸素条件への適応に重要なんですね。
石鹸球って酸素を運んでるわけです。血液の中でね。
ヘモグロビンっていう分子がたくさんあって、肺でヘモグロビンに酸素が結合して、それが血液を通って全身に酸素を送ってるわけなんですね。
でも低酸素条件では酸素が少ないですから、効率よくやんなきゃいけないわけなんです。
この2,3-BPGっていうのがヘモグロビンと結合すると、ヘモグロビンと酸素の結合の強さが変わって酸素が離れやすくなるんですよ。
これが低酸素状態で酸素を効率よく届けるのに都合がいいっていう話なんです。
その血液がターゲットになる組織に行き着いた時に、酸素を有利して組織に届きやすくなるっていうイメージですか?
そうです、その通りです。
だから酸素が少なくなると、一度に運べる酸素の量が減るんで石鹸球が増えるわけなんです。
さらに石鹸球の中ではヘモグロビンの働きを適した状態にするために、2,3-BPGっていう物質がグルコースを消費して作られるわけなんです。
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消費してんだ!
こういう低酸素に対応するための反応っていうのがあるんだけど、これによって石鹸球でのグルコースの取り込みと消費が増えて、その結果血糖値が上がりにくくなるっていう、そういう仕組みがあることを示した研究だったわけです。
というわけで答えは〇です。
やったー!
というわけで、なあちゃんは正解、わらさんは不正解ということになります。
でもこういう気候が石鹸球独特で存在するのが発見されてるんですね。
そうですね。この代謝経路自体はあることはすでに知られていたみたいです。
なるほど。
あったんだ。
勉強不足でした。
勉強してなくても私は当たってるからね。そういうことですよ。全然勉強不足は関係ない。
それだけでやってるんですけど。
でもこの研究が指し示すことは、例えば糖尿病のリスクがある方が低酸素状態の標高の高い地域とかに行くと何かしら恩恵があったりするみたいな話まで発展させるような研究であるんですか?
そうですね。確かに標高の高いところに行けば血糖値が改善するっていうのもありますし、
さらにこの研究では血糖値の高い糖尿病モデルマウスっていうのを使った実験もしてました。
糖尿病みたいなマウスを低酸素条件に置いたりとか、あるいは赤血球を増やしたりすると血糖値が改善するっていうことを示してるわけですね。
さらに低酸素状態に似た状態にする薬っていうのがあるみたいで、これを投与する実験もしていて、これをするとそのマウスでは血糖値が改善していたんです。
だからこういった薬を使って糖尿病の治療を行うっていう戦略も将来的には期待ができそうですね。
なるほど。病室でそういう薬を服用することによって、あたかもそういう標高の高い地域を見に行くできるような、血糖値が上がりにくくなるようなことが実現するかもしれないんですね。
すごい。めちゃくちゃ役に立ちそう。
すごい発見。面白い。
はい、というわけでここまでなあちゃん1点、わらさん0点ということになります。
では第2問にいきたいと思います。
問題です。ティラノサウルスに形がそっくりだけど、サイズが小さい恐竜の化石が1つ見つかったとします。
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それが若いティラノサウルス、子供のティラノサウルスなのか、それとも成熟した小型の別の種なのかが疑問になります。
恐竜個体が若いのか成熟しているのかは、骨の断面にある綿菱のような模様によってわかる。○か×か。
ちょっと待って、これでもなんか聞いたことあんだよ。骨って聞いたことあんだよな。
じゃあ第一印象をお願いします。なあちゃん。
×。
じゃあわらさんはどうでしょうか。
×ですね。その霧株みたいな印象はないですね。
そうなんですよね。
じゃあ追加の説明です。恐竜の化石が発掘されて、ただそれを見ても、その恐竜がいつ生まれていつ死んだかっていうのはあんまりわからないわけですね。
何万年前とかいうのはわかりますけど、原孫の生物みたいに追跡して調査するっていうことができないので、
恐竜の死んだ時の年齢っていうのは知りようがないと思えるわけです。
でも例外的に、同じような個体がたくさん一箇所で見つかった場合には、おそらくこれらはみんな同じ種の恐竜で、
小さい奴は若い個体、大きい奴は成熟した個体だと想像するっていうことはできるわけですね。
でも単独で1個だけ見つかった場合には、それだけを見ても若いのか成熟しているのかわかりようがないっていう問題があるわけです。
木、樹木の場合には年齢がありますよね。
夏と冬との成長速度の違いによって、木の断面に同心円状の模様がたくさんできるわけです。
これを見れば若い木なのか、長く生きた木なのかがわかります。
実は恐竜の骨にも年齢みたいな模様があって、それを見れば成熟した個体かどうかがわかる。
丸か×かというのが今回の問題です。
お肌とかでも取れていくじゃないですか。
わかります?イメージ。
どうせ剥がれていくんじゃないかなと思うと。
そんな古いやつ、ずっと残っているの?外側にっていうのもちょっとありまして。
確かに骨ってカルシウムの貯蔵期間っていう面もあって、骨が大きくなるだけではなくて、
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カルシウムとかが不足すると骨が分解して出ていくっていうのは確かにありますね。
なんかピンとこないわ。
ピンとこないんだけど、何の裏付けもないんですよ、このピンとこないわ。
わらさんはどうですか?
血だろうな。
そうですね、人の骨とかに残る印象も当然ないですし。
むずい、むずい、むずい。でももうこうなったらもう。
じゃあ、そろそろ答えをお願いしたいと思います。
じゃあ、なあちゃんどちらですか?
×です。理由はもう分からないから。
はい、分かりました。
ちなみに、わらさんは1問目外してますから、ここでなあちゃんと同じ答えにすると、ここで負けが確定してしまいます。
そうなんです。
そうなんです。
とはいえよ。
ちょっと僕も今、○×どちらも決め手がない状況なんですが、やっぱり人間とは違う何か仕組みがあってもおかしくないかなとは思うので、○でいこうと思います。
はい、分かりました。わらさん○、なあちゃん×ということですね。
じゃあ解説です。
じゃあまず最初に、この小型のティラノサウルスロンソウっていうのがあるんです。
ティラノサウルスって最も有名な恐竜で、かなり昔から化石が見つかってたんですね。
1946年になるんですが、ティラノサウルスとよく似た恐竜の頭蓋骨が報告されます。
でもかなり小さくて、ティラノサウルスと比べると長さで半分ぐらいなんですね。
最初は別の種だと考えられて、これもうよ曲折があったんですけれども、最終的にはナノティラヌスっていう名前がつけられました。
でもその後、20世紀終わりぐらいになると、このナノティラヌスは若いティラノサウルスだっていう説を唱える人が現れます。
その後、賛成反対に分かれてずっと議論が行われてきました。
問題にあった年齢なんですけれども、骨の断面の模様っていうのは恐竜にはあります。
人間を含めて哺乳類にはこういう模様はあまりないんですが、
恐竜とか恐竜の生き残りである鳥とか進化的に近いワニにも骨の断面に炎上の模様があるんです。
最近ワニの研究で、これは植物の年齢とは違って1年に1個のワっていう風にはなってないっていうことが明らかになってるんですけれども、
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それでも成長と関係があることが分かってます。
その若い個体では輪の模様の間隔っていうのが広いんですけど、成熟した個体では外側にある輪っかの間隔が狭く密に並んでるんです。
だからもう成長が止まる段階になると、そうやって密になるっていうことなんですね。
この外側の密な部分があれば生体であるっていう風になります。
この模様なんですけれども、太い足の骨なんかでよく見られるので、足の骨の断面を見てみて若い個体か成熟した個体かが分かるっていう、そういう風になってます。
なるほど。
悔しい。
なので、とりあえず答えとしては丸なんですが、ナノティラヌスの謎がどうなったのかも知りたいですよね。
っていうか、私が喋りたいんです。
聞かせてください。
最初に見つかったそのナノティラヌスの骨っていうのは頭しか見つかってなかったので、この足の骨の年齢を見るっていうことができなくて、それで謎だったんです。
なんですけれども、2001年に他の部分を含む化石が見つかりました。
この個体がジェーンと名付けられたんですけれども、ジェーンの足の骨の解析が行われて、ジェーンは若い個体であるっていうことが分かりました。
だからその年齢の密な部分がなかったわけですね。
ここからナノティラヌスは別の種ではなくて、若いティラノサウルスなんだっていうふうに考えられるようになって、これがコンセンサスになっていきます。
でもこれに納得してない人も少しいたんです。
確かにジェーンは若いのかもしれないけれども、ナノティラヌスとティラノサウルスには似てない部分もあって、やっぱり別の種なんではないかって思ってる人もいました。
最近さらに別のナノティラヌスの個体を解析した論文がメーチャーに発表されていました。
この個体では足の年齢を見ると成熟した個体みたいだったんです。
だから長さとしてはティラノサウルスの半分くらいだけど、もう成熟しきってるっていうことなんですね。
他にも別の種でないと説明がつかないような違いも見つけていて、
例えばナノティラヌスの方が歯の数が多かったりとか、あと手が長かったりしていて、
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大人になる過程で歯が減るとか骨の一部が短くなるとかってあんま考えられないので、やっぱり別の種なんだろうっていう結論でした。
だからその前に見つかったジェーンは確かに若い個体なんだけど、ティラノサウルスの若い個体ではなくて、ナノティラヌスの中でも若い個体なんだろうっていう考えなんですね。
さらに別の論文がサイエンスに出ていて、こちらでは一番最初に見つかった頭蓋骨だけのナノティラヌスについて解析していました。
普通は大腿骨、足の骨で年齢を見るんですけれども、喉のあたりにある骨で年齢を見る方法を見つけて、
それで解析すると、この個体も成熟しているっていう結論だったんです。
だからこちらの論文もナノティラヌスは若いティラノサウルスではなくて別の種だっていう結論でした。
というわけでナノティラヌスは若いティラノサウルスではなくて別の種なんだっていう形で、小さいティラノサウルスの謎は概ね解き明かされたっていうことになります。
なるほど。
じゃあ問題に戻ると、骨の年齢のような模様で若いか成熟しているかがわかるっていうことなので、答えは〇になります。
やったー。
負けた。
化石だとDNAとかが見れないから、確定的にティラノかナノティラヌスかっていうのが別種かどう種かっていう議論ができないから、形態学的に議論が進んでるっていうことであってますか。
たぶんそうだと思います。この時代のDNAは取れないですから確定はできないんですよね。
だから今回の論文も何というか、歯が減るとか骨が縮むとかありえないことが起きてる可能性も0ではないっていうことになっちゃうわけですよね。
形態学的というのはその形とか、見た目とかそういう話ですか。
あーなるほど。
面白い。
というわけで、この問題はわらさんが正解で、なあちゃん1点、わらさん1点と同点になりました。
いやーでも私もティラノサウルスの気持ちになりきれてなかったな。それが敗因です。
じゃあ決勝問題に行きますね。
こちらは〇×ではなくて、一つ答えていただくという形になります。
じゃあ問題です。
一人の人のDNAをすべてつなげてまっすぐ伸ばすと、渋谷の八甲からどこまで届くでしょうか。
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DNAって遺伝情報として人は持ってるわけなんですけれども、それがどれだけ長いかっていう問題なんですが、
ちょっとどっか基準がないといけないんで、とりあえず渋谷の八甲としました。
だから全部足して1メートルだと思うんであれば、八甲の横に立ってる待ち合わせの人って答えていただけばいいですし、
もっと長いと思うんであれば、原宿とかアメリカとか、月とか、そんなふうに答えていただければと思います。
佐藤さん、東京の地理が全くわからないので、Googleマップ見ても大丈夫ですか。
お願いします。ありがとうございます。
Googleマップ見なあかんぐらいってこと?
渋谷が真ん中の方でやるってことしかわからないので。
DNAって全部に入ってるんですよね。全部の細胞に入ってるんですか。
その通りです。
ってことは、ここを隠して並べるってことやから、気持ち悪いな長すぎて。
難しいですね。気持ち悪いけど、長い気もしてきたな。
全部の細胞でしたっけ。1細胞じゃなくて。
そうですね。人間1人分です。
人間ですもんね。
決めました。決めました。
じゃあ、なあちゃんからお願いします。
名古屋駅まで。
なあちゃん、名古屋ですね。
じゃあ、わらさんは。
10メートルぐらいって思うので、宮益坂。
宮益坂、はい。
2人の回答が出そろいましたので、答えです。
まず、DNAって単位になる分子が長くつながってできてるわけですよね。
この1単位の長さは、0.34ナノメートルです。
むずい。
一応、1ミリメートルの300万分の1になります。
むずい。
遺伝情報全体だと、これが60億個ぐらいつながってるわけですね。
なので、掛け算をして、60億×300万分の1ミリメートルですね。
それ計算すると、2メートルになります。
2メートルになるんだ。
でも、全ての細胞にDNA入ってるわけですよ。
だから、1つの細胞に2メートルになります。
だから、細胞の数をこれにかけてやればいいわけですね。
人間だと細胞が37兆個ぐらいあると言われています。
すごい数。すごい。
なんですけど、そのうちの6割とか9割は赤血球なんです。
さっき出てきた赤血球なんですが、ミトコンドリアだけじゃなくて、核もなくて、DNAを持ってないんですね。
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持ってないんだ。
だから、8割として、細胞全体の8割はDNAを持ってないので、残りの2割とすると、7.4兆個ですね。
だから、2メートル×7.4兆で、これ計算すると、150億キロメートルになります。
150億キロメートル。
ちなみに、太陽までの距離が1.5億キロメートルですので、太陽までの距離の約100倍ぐらい、人はDNAを持っているということになります。
すごいな。銀河系超えるかもしれないのかな。超えはしないか。
一番遠い惑星、海洋星が45億キロなんですね。
それでも。
太陽系の一番端とされる場所が180億キロぐらいと言われてますので、太陽系の端って言えば正解だったんですけれども。
なるほど。そんなに長いんだ。
すごい距離や。
なあちゃんが名古屋、わらさんが10メートルということだったので、より近いのはなあちゃんなので、今回はなあちゃんの勝利となります。
やったー。なんかちょっと勝った気しないけど。勝った気はしませんが、やりました。
そっか、1細胞で2メートルなんですね。
すごいな。見えないところで太陽系までつながってると思ったらなんか怖いですね。なんか見えてないじゃないですか。ちっちゃすぎて。
細胞の大きさって数十マイクロメートルだから1ミリの10分の1よりもちっちゃいんですよね。
その中に2メートルのものが収納されているっていうのが、すでにそれがすごい、ものすごいコンパクトに収納されているわけなんですね。
すごいですね。
人間というか生き物ってすごいですね。
それだけの情報が人のゲノムには蓄えられているということになるわけです。
へー。考えたこともなかったです。面白いですね。
本当に。面白い。
というわけで、やっぱりなあちゃんがその勘の強さっていうのを発揮しまして。
やったー。やったー。
今回のクエスチョンタイムの勝者はなあちゃんということになります。
というわけで、こんな感じで今後クエスチョンタイムやっていきたいと思っております。
ではまた次回お会いしましょう。ありがとうございました。
ありがとうございました。
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というわけで。
この年齢は非破壊的にMRIとかのイメージングで見れたりするものなんですか?
それとも切らないと分かれなかったりするんですか?
いい質問ですね。いい質問ですけど、ちゃんと調べてないからこの質問はなかったことにしますね。
さすが。
