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サイエンマニア
こんにちは、レンです。サイエンマニアはあらゆる分野のゲストを招き、サイエンスの話題を中心にディープでマニアな話を届けるポッドキャストです。
今回のゲストはオートファジーについて研究されている田中晴さんです。よろしくお願いします。
よろしくお願いします。 細胞内の分解・リサイクルシステムであるオートファジーという現象について、今、博士課程で研究をしています。よろしくお願いします。
サイエントークとかサイエンマニア、レンさんがやられている番組、めっちゃ大ファンなんで、あとテンション高いです。
そうですね、今もう顔がバレてしまいましたね。
うっすらとね。初めてじゃないかな、ポッドキャストを聞いてますっていう人が。 そうなんですかね。
いたかな?ちょっといたか覚えてないですけど、ポッドキャストを実際にやられている方は聞いてますっていう人がいるんですけど、完全にポッドキャストやられてないですよね。
やってないです。 という方は初めてですね。ありがとうございます。いつも。 いや、楽しませてもらってます。
はい、特にあのサイエントークの方ですごいコメントをいつもいただいている。非常にありがたいんですけど、エマさんも喜んでます、いつも。
よかったですね。 ってことで、今日はオートファジーっていうお話なんですけど、僕オートファジード素人なんで、いつものごとく。
ちょっとどんな現象なのかとか、多分ノーベル賞を受賞したっていう研究で聞いたことある人は結構いると思うんですよね。
でもなんかその細かいことってあんま知られてないかなっていう。 そうですよね。レンさんオートファジーはご存知でしたか?
まあ知ってはいましたね、現象として。ただかなりふわっとしていると思います。 そうですね。細胞内の分解システムって言ったんですけども、オートファジーが誘導されると、
膜、なんかゴミ袋みたいなものが作り出されて、それで細胞の中のものを囲い込んで、リソソームっていうゴミ処理場みたいなところに運び込んで分解するっていうのが大まかな流れです。
なるほど。 ただなんかいきなり細胞の中でこんなこと起こってるって言われてもちょっとイメージしにくいと思うので。
確かに。いきなりゴミ箱みたいなどういうことだみたいな感じしますよね。 ちょっとまあ人でなんかどういうことが起こってるのかっていうのを最初に言っておくと、
人が1日に例えば70キロの人がタンパク質を1日に70グラムぐらい取るっていうのが平均とされてるんですけども、
ですけども1日に人が体内で合成するタンパク質っていうのは200グラムって言われてるんですよ。
結構じゃあ平気はありますね。 全然食べてる分と比較して多いじゃないですか、全然足りないじゃないですかタンパク質。
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多いですね。 じゃあどうしてるのかっていうと自分の中のものを1回壊してもう1回作り直しているっていうことをしているっていうことになります。
それが結構音端の1個大きな仕事の1つです。 なるほどリサイクルって感じですね。 そうですねリサイクルしてます。
だからその作らなきゃいけないの全部外から取る必要はないよっていう。 そうですね。もちろん外から取ってきたものから合成するっていうのはあるんですけども、それだけじゃと全然足りなくて、
1回自分のものをわざわざ壊して作り直すっていうことをしてます。 賢いですねでも。
そうですねなんか何がいいかっていうと例えば車のパーツを毎日一つずつ変えていったらもう数日後には結構新品みたいな感じになるじゃないですか。
あーなるほどちょっとずつ入れ替えていくみたいな。 そうちょっとずつ新しいものに入れ替えていくっていうことをすることで単純にずっと使い続けて古くなっていくよりも長く使えるみたいなイメージです。
あーなるほどな。これなんかそういう言葉ありますよね。テセウスの船みたいなでしたっけ。 そうですねなんかちょっとごめんなさいすぐ出てこないですけど。
船のパーツをちょっとずつ変えていって、で形は全く一緒の船だけどその作っているパーツは全部入れ替わったらそれを元の船と一緒と言えるのかみたいな。
そうですねなんかそれを細胞がやっているっていうのが一つオートファッションの面白いポイントかなって思ってます。
だからそれ体中で起きているってことですよねそれが。 このサイマニアでいろんなゲストの方いろんな細胞の話とかされてたと思うんですけども
オートファッションはもうほぼ全ての細胞が行っているっていうことが知られてますね。
ってことはだからそれって例えば体の中のその細胞いろいろ全部入れ替わるみたいなのってどんぐらい時間かかるかわかってますか。
あ時間的にはちょっとどれくらいかな。 ちょっと変な質問なんですけど。
いや変な話それで全部入れ替わって1年後とか2年後とかにもう一回再開した時に変わんねえなっていうけど実は全部変わってるみたいな。
でも結構数ヶ月後にはって話は聞けますけどなんか分子的には違うみたいな。
分子的には全部入れ替わってるみたいな。 そういう感じですよね。
そう考えたら面白いですよね。 面白いですよね。
なるほどじゃあそこのリサイクルでぶっ壊すみたいなのがまずオートファッションのざっくりとしたイメージですね。
ということでちょっとここからちょっと細かいことを話していきたいんですけどもオートファッションって常に起こってはいるんですけども
最初発見された時とかは栄養がない状態、飢餓状態に陥ると強く誘導されるっていうふうにして見つかったんです。
で飢餓状態に陥るとちょっとピンチじゃないですか。 そうですよね栄養とか足りないってことですよね。
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栄養がないぞってなった時にいらないものを一回壊して生存に必要なものをアミノ酸とかを供給するっていうために緊急事態のシステムとして発動されるっていう。
そうですよね身削ってますもんね細胞が。 そうですね。
来ないから自分でもう生み出すしかねえみたいな感じで。 そうですね。
飢餓状態で落ちるっていう他にもその時に何を壊すかって言ったらその時はもう何でもかんでも壊しちゃうんです。
何でもかんでもなんですか。 ランダムに壊すっていうのがオートファッションです。
それ大事なやつとかも壊しちゃうかもしれないじゃないですかそれ。 そうですよねなんかちょっとあまりそこはどうなのかわからないですけども
なんか逃れてるものもあるんじゃないかなってちょっと思うんですけども基本的にはランダムに壊していくっていうことになります。
これと比較して細胞内でもう一つ分解システムがあるんですけどもユビキチンプロテアソーム系って言ってその一回ユビキチンっていう標識をつけてそれを狙って壊すっていう分解系があるんですけども
それと比較するとオートファジーはもっと大規模な分解を行っているっていうことが知られています。
なるほどなってことは例えるならさっきのユビキチン化するみたいなってタグつけるみたいなことですよね。 そうですね。
だから素材ゴミ出すときにシール貼るみたいな。 そうですね。これをいらないよって。 これいらないからゴミ出しますみたいなシールを貼るのが
そのシールがユビキチンっていうこれもタンパク質ですよね。 タンパク質ですね。
タンパク質だったらそのプロテアソームってやつが捨ててくれると。 そういうイメージですね。 だけどオートファジーはそういうシールと関係なしだからもう差し押さえみたいな感じで、家の中がズカズカ入って。
っていうことですね。それがオートファジーってことですよね。 最初のイメージです。 でも結構リスキーじゃないですか。 緊急事態なのでそういうことをしているっていう感じですね。
しょうがないからもうそういうの全部ぶっ壊しながら。 そうですね。 で新しいのも作るんですよねまたタンパク質。 タンパク質として新しいのをそうですね必要なのを作るっていう感じですね。
でもなんかやっぱりこのオートファジーで面白いって思うのがなんかその細胞の中でいろんなオルガネルあるじゃないですかさっき言ったリソソームっていうのは最終的なオートファジーの目的地なんですけども。
細胞の中だとミトコンドリアのATPを作り出すミトコンドリアだったり 脂質合成したりなんかタンパク質作り出す場である小胞体であったり
核であったりゴレ自体だったりっていろいろあると思うんですけども。 そうですね。 それらがなんかこう連携し合っているっていうのがオートファジーの面白いポイントだと思ってます。
連携。 この最初のこのオートファジーが起こるって言った時に膜ができるって言ったんですけどもこの膜がATGタンパク質っていうものが集まってきて
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で膜を作り出すっていうことをしてるんですけども。 ATG? そうですね。オートファジー関連遺伝子でATGって略されるんですけども。
略語ってことですね。 遺伝子の名称ですね。オートファジー関連タンパク質が集まってきてオートファゴソームっていうゴミ袋みたいなものを作り出すっていうことをやってるんですけども
それがなんかどこから来るのかっていうのが昔から結構論争になったところでした。 で消防隊からできるんじゃないかっていう説がすごい研究が進んで有力になってきたんですけども
でもここはもう消防隊で間違いないだろうっていうところになってきたところであるグループが突然いやいやミトコンドリアからできるんだよっていう論文が出たんですよ。
あーじゃあそのいろいろ他の細胞小器官からできてくるのもまあそれもどこから来てかわかんなかったっていうので。 そうですねっていうのが出てきて結構その分野に衝撃が弾いたんですけども。
それ難しそうだな。 そうですねで調べていったら消防隊からもちろんできてるっていうのも正しかったんですけども
消防隊とミトコンドリアが接触する部位で起こっているっていう。 いやーめっちゃマニアックだななんか。
連携して作り出されているんだっていう報告が出て。 へーじゃあどっちも正しかったってことですか。 そうなんですよねなんか論争になったんですけども結局どっちも正しかったっていうのが答えだったというところがあります。
消防隊が最初に疑われたのはやっぱり膜っぽいからみたいな感じなんですか。 消防隊が疑われたのは電子顕微鏡画像でオトファゴソウムっていう膜ができているところがもう消防隊に
ぴったり寄り添ってできているっていうのが結構見えてて、で他の因子とかも顕微鏡で観察してみると消防隊にぴったりいるっていうことから消防隊からできているっていう説がすごい有力になりました。
そもそも消防隊って結構だからタンパク質合成する場所みたいな集まってますもんね。 まあそうですねえっとリボソームがうまくついているところとかってありますけどもそうですね
消防隊からできているっていうことになります。 この膜が脂質からできてるんですけどもその脂質を供給しているのも消防隊なんじゃないかっていうところで
すごい最近の去年とか一昨年かとかの論文でそのATGの中の一つのタンパク質が脂質輸送ポンプみたいな感じで消防隊からこう
消防隊に刺さってポンプみたいな感じで脂質を送り込んで オトファゴソウムを伸ばしていってるっていうのも最近わかってきたところですね。
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えー面白いですねそのポンプみたいなやつからゴミ袋みたいなのがニョキニョキ出てくるみたいなイメージですよね そうですねそのスタートがさっきのミトコンドリアと接触しているみたいな話ですか
そうですねそうですミトコンドリアと消防隊の接触部位がっていうところでした ただこれまたちょっとめちゃくちゃややこしいこと言うんですけども
これだけじゃなくて消防隊と 細胞膜の接触部位からできているっていう報告だったりとか
その細胞膜はだからもう完全外側に触れた時にできるんじゃないかっていう 細胞の外側ですよね外側というか
消防隊とその外側にすごい近づいた時っていうイメージですかね 消防隊ってもう教科書の絵とかだとなんかこう真ん中にウワウワいるようなイメージですけども
細胞全体に張り巡らされてて 結構ウネウネしてるんですけどもその中でこう外側に近づいたものからなんかできてるんじゃないかっていう報告があったりとか
あとゴルジュ体から供給されているんじゃないかっていう報告があったりとか もう結構なんでもかんでも関わっているっていうことが
たしかややこしいな 結局どこだよみたいな感じ
そうですでも多分なんか一つじゃなくてこうやってなんか色々関わっているんだろうなっていうのがあるとは思いますね
なるほどだから細胞がその緊急事態になったからもういろんな出来方というかゴミ袋いろんなパターンで作れないといけないとかそんな感じはしますよね
そうですよねなんか緊急事態だからもうとにかく壊して栄養を供給するんだっていうなんか細胞側の気合みたいなのがありますよね
いやいや気合を感じるな
えーそれで今もそれはまだ決着はついてないというか
そうですね僕の自分の研究もまあその形成過程のところの研究をしています
で今その気合状態の時にこう緊急事態の装置として発動するって言ったんですけども他にも
しかもこれランダムで壊しているっていう風に言ったんですけども
最近というかそうですね当初はそのランダムに壊しているっていうことがあったんですけども
最近その狙って壊しているシステムもオトファジーが担っているんじゃないかっていうのが分かってきてます
素材ゴミパターンが
素材ゴミパターンもやってるんですよ
はいはいはい
例えばミトコンドリアがこう調子悪くなって傷ついて活性酸素とかを出してしまって悪いことをするよみたいになった時に
そのミトコンドリアごとゴミ袋で包んで分解してやるっていう
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えー
マイトファジーって言われてるんですけども
あじゃあでっかいかなりでっかいゴミ袋みたいな感じですよね
そうなんですよね
プロテアソーム系とかだとタンパク質一個一個を狙ってっていう感じなんですけども
オトファジーはそういう細胞小器官をまるっと包み込むっていうことができるっていうのが一つ特徴の一つです
超デカゴミ袋ですね
そうですね
今ミトコンドリアって言ったんですけども
結構なんでもかんでもやってて
消耗体にストレスがかかってタンパク質の凝集体ができてしまうっていう時なんかには
消耗体を壊してしまう
これERファジーとかレテキュロファジーとか言われるんですけども
そういう消耗体を分解するっていうことだったりとか
あとはえっと
あまり馴染みないかもしれないですけど
ペリオキストームっていう活性酸素を除去するようなオルガネラを分解する
ペリオキストームを分解するペキソファジーであったりとか
活性酸素はだからあれですよね
毒ですよね要は
毒ですね
なんでも酸化しちゃうみたいな
そうですよね
それをまあ活性酸素を抑えるような
小器官が細胞の中にもあるんですけども
それがちょっとおかしくなったりしたような時には
それを壊すということをするっていうペキソファジーであったりとか
あとは去年だったかな
去年とかに始めてゴルジタイも分解されているっていうゴルジファジーっていうのだったりとか
なんちゃらファジーがどんどん見つかってくるってことですね
ちょっと順番がおかしかったんですけどもオートファジーっていう言葉の語源っていうのが
オートが自分でファジーが食べるっていう意味からなっているので
何かを食べるってなった時になんとかファジーっていう名前が結構ついてます
なるほど丸々ファジーが今どんどん見つかってるっていう
そうですね
そういうことなんですね
僕はさっきパスタファジーしました
パスタファジー
パスタ食いましたね
そうかすごいですね
でも目的はあるわけですよね
そのゴルジファジーとかはゴルジタイを壊したいっていう目的があるみたいな
なんかゴルジファジーとかERファジーについてはちょっとなんか
これもなんかすごい長時間の栄養飢餓状態によって誘導されているので
ちょっとなんかどうなっているのかいまいち僕もまだわからないところがあると思うんですけども
とにかくそのオルガネラにストレスがかかった時に
それを壊すっていうようなことをするシステムっていうイメージです
そういう現象としては確認されてるっていう
植物なんかでもその葉緑体を壊すっていうクロロファジーっていうのが知られてますね
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葉緑体壊しちゃうんだ
大丈夫なのかなみたいな
必要がないっていうかなんかおかしくなったりとか
ごめんなさい植物のことについてあまりフォローできてないですけども
なんか必要ないとか調子がおかしくなったものだから壊すっていうことをしているんだと思います
それってさっき言ってた指キチンかみたいな目印みたいなのあったりするんですか
いいですねどうやって認識しているのかっていうのは当然疑問になってくると思うんですけども
そうですよねちゃんと区別しないと選択できない
全部囲った時に例えばミトコンドリアとかだけ捨てたいっていうのに
他のやつもホイホイ入ってきたらちょっと問題あるじゃないですか
入ってくるものも確かあると思うんですけども
なんかおかしいなってなったオルガネラがあった時に
これまたちょっとややこしいんですけども
これも指キチンかっていう標識タグをつけてるんです
指キチンかにも結構種類があってちょっと細かいので省こうかなと思ったんですけど
指キチンかっていうタグみたいなのをつけて
オートファゴソームもゴミ袋のことオートファゴソームって言ってるんですけども
オートファゴソーム側に
違うわ指キチンにまず結合するアダプターって呼ばれるものが指キチンにくっつくんです
そのアダプターにめがけてオートファゴソームの膜の成分であるものがくっついて
だからゴミ袋に直接タグとアダプターとゴミ袋が直接つながるような感じで
これもだからそうですね
ソダイゴミのタグをどんどんベタベタつけて
そしたらゴミ袋がそのタグめがけてできていくみたいな
なんて言ったらいいんだろうなこれソダイゴミって言ったから
とりあえずシール貼られてそのシールが指キチンで
まずはその業者の人が来るわけですよねアダプターとして
でこれだってなってこれ捨てるぞって言ってくるトラックが
さっきのデカいゴミ袋みたいなそんな感じですね
どんどん連れてくるわけですよね
連れてくるんですそうやって狙ったものを分解するっていう
すごい上手いことできてるな
しかも自分のものだけかと思いきや
細胞の中に細菌が侵入することってあるんですけども
そういう細胞って免疫細胞とかって血中のものとかを
取り込んで分解しようとするんですけども
細菌がその辺の細胞に潜り込んで
ぬくぬくと増えようとしているっていう状況があるんですけども
ありますよね
細胞の中に侵入した細菌もオトファジーは見逃さずに
細菌めがけてゴミ袋みたいなのを作って分解しようっていう
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これもゼノファジーっていう名前がついてるんですけど
かっこいいななんか
かっこいいですよね
ゼノどこから来たんですか
外のものみたいなイメージだったと思うんですけど
あーそういうことかゼノってそういうことか
えーそれすごいな
なんか自分のもののリサイクルだけじゃなくて
攻撃にも使ってるってことですよね
そうなんですよねこれ自然免疫の一種みたいな感じで
細胞の中に侵入した細菌を狙って分解しようっていう
システムになります
へーすご
でこれも結構どうやって狙ってるのかっていうのが議論になってて
細菌にもいろいろ種類があるじゃないですか
でその細菌の種類によって
その膜の構成とかも若干異なるのに
どうやって認識してるんだろうということで
確かに
直接細菌の膜を認識してるっていう説もあったんですけども
その細菌が細胞内に侵入するときって
その膜に乗っかって入ってくるようなイメージなんですけども
でその膜から細菌が穴を開けて脱出して
それで細胞の中で増えていくっていうイメージなんですけども
なるほど
入ってきた膜に穴を開けたこの穴をめがけてオートファゴソウムができてるんじゃないかっていう
これだったら細菌の種類による違いっていうのが
関係なく同じこうやって穴を開けて細胞の中で増えるっていうことをしている細菌だったら
なんでもかんでも穴だって言って作ってるっていうことになるのでできるっていう
もしかしたら細胞は細菌を認識してるんじゃなくて
その穴があるからこれを壊してるっていうことをしてるんじゃないかっていう話になりますね
それめっちゃ面白いな
これサイエンマニアでも出てきてると思うんですけど
大体は細胞の外側のやつってこういうパターンの分子だみたいな認識する
その需要帯みたいなのいっぱいあるじゃないですか
なんかトールライクレセプターみたいな
そういうのじゃないってことですよね
そういうのじゃないと思われてますねそうですね
エンドソウムなんですけども
袋みたいなのに乗っかって細胞に入ってきてそこに穴を開けて増えるっていう過程を利用して
この穴をめがけてオートパウンドソウムを作ったら
細菌捉えられるぞっていうことになったっていうのがすごいなって思います
すごいよくできてるな
穴なんて認識できるんですね
そうですよね
どうやってるんだろうその分子気になるな
この穴つながりでエンドソウムって細菌が乗っかってくる袋ってエンドソウムって言われてるんだけども
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エンドソウムってリソソウムさっき言った最終的なオートファジーのゴール地点であるリソソウムにすごい似ているというか似ているんですよ
構造とかそういうものですか
リソソウムが破れたらそれも分解されるんじゃないかっていう考えた人がいて
細胞って細胞外の結晶とかを取り込んで微粒子とかを取り込んで
それによってリソソウムに穴が開いちゃうっていう状況があります
リソソウムっていっぱい分解構造とか酸性だったり分解構造とかいっぱい入ってるんで
ですよね
穴が開いちゃったら結構困るじゃないですか
そうですよねゴール地点だから何でもかんでも分解しちゃうぞみたいな場所じゃないですか
そうですよね
その中身が溢れちゃったら大パニックですよね
パニックになりますよね
っていうのでリソソウムに穴が開いたときに穴が開いたリソソウムをオートファゴソウムで1回囲い込んで
これをこれちょっとでも最終地点どうなってるかいまいち分からないんですけども
リソソウムとまた融合することで元の傷のない状態のリソソウムに戻そうっていうことをしてるっていう風にも
すごいややこしいけどだからゴミ箱のゴミ箱をゴミ箱に持ってくるみたいな話ですよね
ゴミ箱に穴が開いたときにそれをゴミ袋でまた包んでそれをちゃんとした感性的な傷のないゴミ箱に持っていくみたいなことをしているっていうのが
ってことですよね二重ゴミ袋みたいになってますよね
そんな感じです
すごいな面白い
そうですねでなんかこの穴が開くっていう状況なんですけどもなんか尿酸結晶とか何だっけな病名が思い出せない
尿酸結晶
通風か通風とかで結構その結晶がみたいな話があると思うんですけどあれ結構土でかいから炎症とか起こっちゃってると思うんですけども
あれのちっちゃい結晶なんかで結構細胞でなんか周りのものを結構取り込むっていうことをしてるんですけども
それで取り込んでその結晶なんかによって傷がついてっていう状況が生まれるのでそれの防御機構みたいな
結晶だと傷つくんですか
えっとその尿酸結晶とか
尿酸結晶の結晶か
そうですそうです
あー今普通にあの血液の方をイメージしてたな
あー違います違います
固体の方です
そういうネタが多かったからそうです
結晶違いだったな
固体みたいな結晶が入ってきちゃうとでも物理的に穴開いちゃうみたいな
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っていうことだったりとかさっきのマイトファジーミトコンドリアオっていうのは
ミトコンドリアの膜電位がおかしくなってとかそういうなんか
結晶を見つけた時になんかその結構ミトコンドリアって元気な時はいっぱいこう繋がってるんですけど
なんか傷ついたりダメージを受けてくるとバラバラにこう断片化みたいなしていって
そういう断片化したやつでなんか膜電位がおかしくなったようなものとかに
そのさっきの指きちんかタグをつけてかっこよかったっていうことをしてたりしてて
上手いことできてるな
そうですね何がそのマイトファジーとかでいけないかっていったら
ミトコンドリアとかがその損傷して悪い状態になると神経変性疾患とかに繋がるっていう風に考えられてます
そうなんですか
パーキンソン病とかパーキンソン病のなんかパーキンとかっていうのも
なんかそのマイトファジーに関わるっていうのも結構話があるんですけども
なんか関係あるミトコンドリアって要はエネルギーとかめっちゃ作ってるとこじゃないですか
ミトコンドリアいろいろ関係してるみたいなのなんか聞いたことあるけど
パーキンソン病の根本原因みたいな話ですか
原因の一つっていうイメージです
オートファジーが見つかった経緯とかっていうのについても話そうかなと思ったんですけど
見つかった経緯確かにそれも気になるな
オートファジーってもともと1960年頃だったかな
クリスチャンドゥーっていうリソフォームを発見した人が見つけた
もうすでに現象としては見つけた
電子顕微鏡でゴミ袋みたいなものが自分のものを積み込んでいるということで
これは自分のものを食べてるからオートファジーだっていう
オートファジーっていう名前自体はその時代につけられてその時代に見つかったものでした
すごいな
ただ研究がなかなか難しくて
オートファゴソームこの膜っていうのは一時的にできてはリソフォームと融合して消えていくっていう
一時的なもの他のミトコンドリアとか消防隊って常にあるじゃないですか
そうですね
それと比べて一時的なものだったので
それらで使われる手法
物を取ってきて調べる手法がすごい難しかったので
研究がすごい難しかったっていう風になります
確かにそれ難しそうですね
昔って結構細胞とかも一回ガチって固定してから顕微鏡で観察するみたいな方法じゃないですか
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そうですね
電子顕微鏡なんかも固定しないとできないので
だからスナップショット的というかパシャって撮った1枚しか見れないから
できたりできなかったりっていうのは難しいってことですね
私成分とかを取ってくるのもミトコンドリアとか消防隊とかだったら
取ってきてその成分を調べるっていうのは結構簡単っていうか確立した手法でできるんですけど
なんか延伸とかしますよねぐるぐる回して
とりあえず細胞を分けてみたいな
延伸でフラクショネーションとか言うんですけど
延伸で取ってきてっていうのはできるんですけど
オートファゴソームは一時的に消えていくっていうものだったので
他のものと混ざったりとか結構何でもかんでも取り込むから
他の成分が混ざったりとかっていうのですごい難しかった解析が難しかった
なるほど
ですけどもここでこのオートファジー研究の爆発的な研究が進むきっかけになったのが
大墨先生の研究です
出てきましたね大墨先生
大墨先生は2016年にノーベル賞を受賞されてたんですけども
大墨先生はオートファジー工房を使って
オートファジーに必要な遺伝子が何かっていうのを発見
童貞14個いっぺんに童貞したっていうことで
ノーベル賞を受賞されてます
そっかそっかだから僕も当時というか
そのノーベル賞取りましたみたいなんですけど
オートファジー結構見つけたぐらいの勢いだったじゃないですか
そうですよね
ノーベル賞の報道ってなんか結構
思うとこがありますよねちょっと
ニュースで僕もその幕がなんか包んで食べちゃうぞみたいな絵を
確かニュースかなんかで見て
だから僕も当時こういう現象見つけた人なのかなって思ってましたね
実は現象としては
もっと前からあったっていう
ただこの遺伝子を見つけたことによって研究が
爆発的に発展したことになりました
遺伝子がわかるとどう展開していくんですか
遺伝子がわかることによって
例えばそのなんか細胞内でGFP
蛍光タンパク質をつけて
どういう挙動を示しているのかっていうのが
わかるっていうのが
これまでは固定した細胞っていう話とかをしてたんですけども
生きた細胞で見えるっていうことができるようになったりとか
なるほど取ってこなくて良くなったっていう
これを欠損したことで何が起こるのかっていうのが見れるので
遺伝子がわかったことで爆発的に
研究が発展しました
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光らせるっていうのはやっぱりすごいインパクトありますよね
すごい技術ですよね
僕もこれ顕微鏡がすごい好きなんですけども
顕微鏡が好き
蛍光顕微鏡がすごい好きで
いいですね
顕微鏡嫌いって方もいると思うんですけど
一目瞭然
いるかな
顕微鏡嫌い人いるかな
定量できないからみたいな感じの人がいると思うんですけど
オートファジーが起こる部位って
オートファジーの関連タンパク質が集まってきて
天井に見えるんですよ
だからオートファジー関連タンパク質にGFPとかをつけて
ギガを誘導してやると
細胞の中につぶつぶつぶつぶみたいなところがすごい見えてて
その一つ一つがオートファゴソウムを形成している場所っていうのが
もう画像が紹介できないのが音声のメディア
確かに
これ動画で見たいですね
ありますね
調べたら出てきますか
調べたら多分出てくると思うんですけども
そのつぶつぶできてゴミ袋できますみたいな
蛍光顕微鏡のレベルだと
良くて輪っかが見えるっていうところのレベルですけども
動画でも結構あります
すごいですね
しかも大墨先生は
今だったらリバースジェネティックスって言って
ゲノム全てが分かっている配列情報が分かっているので
データベースで興味ある遺伝子を欠損させて何が起こるかっていう
アプローチの仕方をするんですけども
大墨先生は
その時はランダムに遺伝子に傷をつけて
表現系の異常を見て
その後にその遺伝子が何だったのかっていうのを
到底するっていうフォワードジェネティックスっていうアプローチをされてます
だから一個一個公募で大変ですよね
公募を使ってたんですけども
公募で顕微鏡で見ると
哺乳類でいうリソソームって公募とかだと液泡に当たるんですけども
液泡の中に何かこうつぶつぶが見える
イメージはできます
それがオートファゴソームだったんですけども実際は
で何かそのつぶつぶができない株があるぞっていうのを
に着目しました
もっと言うとその液泡内の分解酵素を
欠損させてそのつぶつぶが溜まるような状況にして
顕微鏡でこう一個一個調べていって
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でも最初はそうだったと思うんですけど大変なので
ただ栄養基が条件に陥ると
生きることができない細胞
公募っていうのに着目して
生きる死んじゃうすぐ死んじゃうみたいな
そうですそうです
さっき言ったように
飢餓条件で今でこそ分かることは
飢餓条件でオートファゴソーム
オートファジーによってサバイバルしているっていうことが分かる
今だと分かってるんですけども
その時はもう飢餓条件に弱い公募を見つけるっていうアプローチ
そこからそういうことか
発生条件もあんま分かってなかったっていうことですか
そうだと思います
大丈夫かな僕間違ったこと言ってたら怖いな
でも事実としてはだからそういう飢餓状態になる
飢餓条件に弱い公募
それで死んじゃうっていうか
ランダムに遺伝子に基礎をつけて
飢餓に弱い公募をまずスクリーニングで取ってくるっていうことをして
そういうことをして
飢餓に弱いかどうかでつぶつぶができているかどうかっていう感じで
絞っていってオートファジーに必要な因子を
14個一気に同点してっていうのが
すごい
めっちゃ大変な
重い数の
それ全部顕微鏡で見てたってことですか
全部顕微鏡で見てたんだと思います
いや視力悪くなっちゃうよ
やばいなそうか
だからすごいなんだろう
すぐお腹減っちゃうみたいなやつを頑張って集めて
そのオートファジー観察遺伝子14個最初はそうやって14個っていう
コアな遺伝子14個なんですけども
今だとなんかちょっと特殊な時にだけ聞くとかで
そのナンバリングつけられてて今だと40個以上とかってちょっと全部が
えーそんなあるんだ
そうですねATG何番ATG何番っていう感じですごい
40個以上もあって結構混沌としてます
覚えるだけで結構大変そうだな
でも重要な一番最初のコアなものは大住先生が
いっぺんに14個見つけたっていうことになります
最初はその飢餓に弱いとか
工房の中になんかあるぞっていうことで発見されたんですけども
今だとなんかさっき言ったように病気とか
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いろんなことに関わってきているっていうことが分かってきました
人生で誰もが経験する飢餓状態ってあるんですけども
いつだと思いますか
人生で誰もが経験する
誰しもが経験している
飢餓状態
思春期にめっちゃお腹減るとかじゃないですよね
思春期確かにめっちゃ食べますけども
僕部活やってるときバカみたいにお腹減ったんですけど
バカみたいに食べてましたね
あれ高校の時とかってやばい
あれ飢餓状態じゃない
高校生は飢餓状態になるわけじゃない
あれ飢餓状態じゃなくて
実は生まれた直後
生まれる前ってへそのから栄養が供給されてるじゃないですか
確かに
おぎゃーって生まれたときって
その栄養供給がいきなりなくなって
確かに確かに
大変な状況なんですけども
その時にオートファジーが活性化して
栄養供給をしているっていう報告があります
じゃあ赤ちゃんって母乳プラスオートファジーってことですか
多分母乳を飲む
母乳が
その前
その前とかだと思いますけどね
そっか確かに
とりあえず何も食べないでちょっとしのがないといけないですもんね
そうですね
多分そういう時とかに
オートファジーが活性化してます
面白い
ちなみにオートファジーができないマウスは
出生の何日かしたら死んじゃうっていうぐらい
死ぬほど重要っていうことですね
やってることですよね
確かに生まれた直後の厳しい環境ですもんね
外の世界は
っていうのが一つ重要なことですし
あとこれは全部が全部って言われてないですけども
発生なんか文化とか発生とかっていうのにも
オートファジーが関わっている
っていうことが知られていたりとか
さっき出生直後って言ったんですけども
受生直後にもオートファジーが活性化しているっていうことがあります
その瞬間から始まってるんですか
もう受生直後の数時間とかにしたときに
オートファゴソウムがブワーって出てくる画像が撮られてて
受生なんでブワーってオートファゴソウムができているっていう画像が出てますね
じゃあもうそっか
生まれた瞬間からそういうのがないと生きていけないんだ
これちょっとマニアックなことを言っていいですか
オートファジーができないマウスっていうのを作るっていうことを
オートファジーの重要性を示すためにしてるんですけども
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これ感動したのが
オートファジーATGノックアウトマウスを作ると
さっき出生直後に死んじゃうって言ったんですけども
でもそれだったら受生直後のオートファジーって重要じゃないんじゃないかってなるじゃないですか
その出生のとこまでいけるんじゃないかってなるじゃないですか
そっかそっか生まれてはこれてるわけですもんね
ですよね
ってなるんですけどもこれがちょっとまたからくりがあって
ノックアウトマウスって
どう言えばいいんだろう
ノックアウトと
血損型
遺伝子血損型の掛け合わせじゃないですか
普通のやつと
なんか機能持ってないやつ
持ってないやつ
だから持ってない卵子と
持ってない精子が受精すると
持ってない受精卵のはずじゃないですか
そうですね
なんですけども
実は乱母細胞に母性由来のATGのメッセンジャーRNAが残ってて
ちょっとこれ説明が難しいな
卵子の中に残ってるってことですか
卵子の中に残ってたんです
だから遺伝子とは無関係に残ってたっていう
これちょっと話説明すると
卵原細胞って2倍体Nイコール2の状態なんですけども
これが乱母細胞になって原数分裂するじゃないですか
その原数分裂する前の状態だと残ってるんですよね
遺伝子残ってるっていうのは
遺伝子じゃなくて
メッセンジャーRNA
それが細胞室みたいなとこにいるっていうこと
細胞室に残っちゃってたんです
だからノックアウトの細胞のつもりだったのに
そういうことか
遺伝子はないけど
細胞自体に残っちゃってたっていう
難しいですね説明が
これなんて例えたらいいかな
状況は分かったんですけど
でも本当は卵子みたいなやつって
卵子が持ってるDNAの情報からしか物って作れない
作れない
ですよね
だけどそこには乗っていないやつが
ひょって残っちゃってて
それが出生するまでずっといるってことですか
出生っていうか出生の時までは
それがオートファジオになっていた
45:01
出生だから結構いるのか
だからだんだん分裂していったら
希釈されていくんでなくなってはいくんですけども
出生直後のオートファジオを調べる上では
そいつらが残ってると調べられなかったっていう
えーそれ
だからこれ東大の水嶋研究室の論文なんですけども
だから乱暴細胞を特異的にノックアウトをしてやることで
その受精卵におけるオートファジオの重要性を示したっていうのが
僕これ結構論文読んだ時に感動したんですけども
普通だったらこれオートファジオ起こるけどいらないんじゃないかってなるような
確かに確かに
いやこれ残ってるからだって言って
じゃあここだけ潰そうって言ってアプローチをしたことで
ちなみにこの乱暴細胞を特異的なノックアウトの受精卵を使うと
8細胞器2,3回分裂した状態で分裂止まっちゃって
もう生まれてこれない
あーそうなんだ
これも死ぬほどオートファジオが重要だったっていう
そっかそっか面白いですね
本当に最初からないといけないんだ
っていうことですね
そんなメッセンジャーRNAが残ってましたみたいなのあるんですか
これ受精卵調べる時っていう状況が特殊だったから
母性遺伝って言ってちょっと特殊な状況だから
普通の細胞とか飼ってたらノックアウトしたら全然いないんですけども
受精卵の研究だから起こったことっていう
えーすごいな
だってそれマンションに引っ越してきたら前の住人の物置いてあるみたいな状態じゃないですか
でもそういうのね
なんかこの冷蔵庫あるけど使っとくかみたいな感じになったら
それが残った状態で実験結果がちょっと解除が難しくなっちゃうとか
まあそういうイメージですよね
それはでも結構それをちゃんと見抜いたのはすごいな
その東大の研究室は
これっていうのとあとこれまでのこのサイエンマニアの番組で
結構免疫細胞の話をされてたと思うんですけども
はいそうですね
でこれの抗原定時重量細胞とかなんかが自然免疫として血中のものを食べて
こいつが敵だって晒し物にするみたいなことをしているっていう話が前のゲストの方とかも
そうですね
話されてたと思います
ウイルスが入ってきちゃった時にこの細胞の中にはウイルスがいるぞっていうのを目印つけるみたいな
目印つけるみたいなことをしてるんですけども
そういう抗原定時重量細胞だったりマクロファージなんかが異物を食べて
48:01
その晒し物にするっていうことを
抗原定時の過程にもオートファジーが効いているっていう報告があったりして
この辺はちょっと細かいことなので僕もフォローあんまりできてないんですけども
免疫においてもオートファジーが働いている
それ普通の分解系じゃないんですね
そうですねマクロファージとかの場合はファゴサイトーシスっていうあれなんですけども
そうですねこれもレゾソウムに運び込む経路なんですけども
そこから抗原定時にする過程でオートファジーが重要だっていう報告があったりとか
その敵をバラバラにするっていう過程が重要ってことですよね
まあそうですよね
それまたオートファジーとは違うそうだなって気がしますけど
そうですねバラバラにするっていう分解系レゾソウムに運び込むっていうことをやってることは一緒なんですけども
その過程でもオートファジーが効いてるっていう話がありました
ちょっとごめんなさいここら辺僕もあまりフォローできてなくて
分解解決ができないです
まあでもそういう物の輸送みたいなやつにも結構重要みたいなことですよね
細胞の中で
細胞の中でっていうことだったりとか
あとはさっき生まれたばかりの受精直後や出生直後にオートファジーが活性化するっていう話をしてたんですけども
老化とか寿命にも関わっているっていうのが最近分かってきたことなんですけど
いやもうゆりかごから墓場まで
そう一生関わってるみたいな
オートファジーないと生きてけないし
また別な関わり方ですかじゃあその老化の方は
例えばカロリー制限だったりとか
ちょっとだけミトコンドレアの機能を低下させるとか
さっきの栄養機関の時にも働くんですけど
TORっていう栄養センサーみたいなやつのシグナルを抑制してやると
寿命が延長するっていうことが分かってるんですよ
夢あるな
夢ある
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