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サイエンマニア、今回のシーズンは、昆虫とゲノム編集の世界です。
虫取り少年の心を持ったまま研究者になったような、面白いゲストが登場します。
ゲノム編集という、一見難しそうな内容も、分かりやすくかつ面白く語っていただきました。
それでは本編どうぞ。
本日のゲストは、開古の専門家として、九州大学農学部D1の柿野さんにお越しいただきました。
よろしくお願いします。
よろしくお願いします。
柿野さんは、知り合ったのは、BEASTという学生団体。
これは、僕がやっている別番組のサイエントークの方で、代表の八頭さんという方とお話ししたんですけども、
そこで原石という発表会がありまして、そこで柿野さんが発表されているのを見て、
その後、Twitterのスペースでちょっとお話しさせてもらって、
そこがきっかけで今回ゲストに来ていただいたということです。
よろしくお願いします。
よろしくお願いします。
じゃあ簡単に自己紹介をお願いしてもいいですか。
私は今、九州大学で博士課程で研究をしているものなんですけども、
専門は開古の専門をしています。
もともと昆虫が好きな昆虫少年だったんですけど、
小学校の頃に昆虫博士になりたいというか虫博士になりたいという思いを持って、
そのまま純粋無垢なまま来てしまったっていう。
いいですね。そうなんだ。じゃあ結構ずっと目指してたところ。
そうですね。
すごいな。
やっぱ小さい頃は虫博士って言われたら嬉しいじゃないですか。いろいろ虫知ってて。
確かに小学校の時だったら結構ヒーローっぽいですね。
人気者のイメージはありますけど。
そのまま間違えて来てしまいましたね。
間違いではないですよ。間違いではないですね。
大学選ぶときとかも結構それベースで。
そうですね。うちの大学が結構昆虫の標本とかすごい多くて、
日本で一番多いというか、アジアでも最大級なんですよね。
そうなんだ。
そういうのでやっぱり九州大学入りたいなと思って入ってきたんですよね。
それ博物館みたいなのがあるんですか。
博物館もありますし、そもそもストックがたくさんあって、
モデル標本みたいなものもたくさんあったりします。タイプ標本と言うんですけど。
なるほど。じゃあそこからもうまっしぐらい。それをやってるのが農学部だった?
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農学部だって入ってきたんですけど、っていうところから入ってきて、
もともとはいろんな虫を取ってみたいなみたいな。
紳士の虫を取って名前つけて、自分の名前つけたいなみたいな感じで思ってたんですけど、
基礎の研究、大学で入って勉強するにあたって、
生き物を形作る、もともと昆虫のいろんな特徴に興味があったり模様だったりとか、
興味あったんですけど、それを特徴づけるのが遺伝子だっていうことに、
改めて感じることがあって、やっぱり授業の中で。
大学の1年生とか2年生とかでそのような授業をやるんですかね。
そうですね。1年生、2年生で授業をやってて、
そしたらその遺伝子を研究した方が、もっと昆虫の進化とか多様性とかっていうのを分かるんじゃないかと。
それこそ真の昆虫博士になれるんじゃないか。
なるほどね。
そう思って、今こういうカイコを使って研究をしてます。
すごいね。それ捕まえたいという気持ちはまだあるんですか。
やっぱありますよ。
あるんですか。
昆虫の楽園とか、いわゆるコスタリカとか行ってみたいなとかはやっぱ思うんですけど、
僕の研究室はどっちかっていうと本当に昆虫を使って遺伝子の研究をすることがメインでやってて、
隣の研究室は本当に分類っていうか、新しい新種の昆虫を見つけてきますよっていう研究室があったりとか。
フィールドワークとか行く感じの。
今、旧大は結構昆虫の研究室たくさんあるんですよ。いろんな研究室があって。
さっきも標本がいっぱいあるっていうところから割と盛んにやってるっていう感じですか。
それこそ昆虫センターっていうのもできてて、
研究者が今40人くらいは旧大にいて。
すごいな。
っていう感じのいろんな方面で研究されている先生方がいらっしゃるんですけど、
僕はカイコを使ったその遺伝子の研究っていうのをやってます。
なるほど。
じゃあ実際にちょっとどんな遺伝子の話になってくるのかっていうところに入っていこうと思うんですけど。
そうですね。入り口はでも何になるんですかね。やっぱカイコの遺伝子ってどんなものなのかとかそういう話ですか。
まずうちの研究室で結構着目しているのがカイコしか持っていない遺伝子っていうのに着目してて。
カイコを特徴付ける。例えばカイコの特徴がいろんな特徴あるわけなんですけど、
それを特徴付ける遺伝子って何だろうってところで、
今だったらゲノムっていうのが一般的に読めるので、
それをゲノム比較することでカイコだけを持っている遺伝子っていうのを見つけてきて、
その遺伝子の機能解析をすればカイコがどうやってこんな機能を獲得したかっていうのがわかるんじゃないかっていうところですね。
なるほど。だから遺伝子を解析するっていうのは、
例えばカイコと似てる蝶とかガーみたいなもの。
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そうです。
分類としてはどうなんですか。別物ですかカイコ。
カイコとガーを比べると結構難しくてやっぱり。
難しいんだ。
難しいというのは、カイコって有名な昆虫なんですよね。
研究もすごくされてて、日本でも100年以上研究されてる生き物なんですけど、
それと比べるには向こうも情報がないと難しいので、症状倍で比べますね研究としては。
症状倍。
研究は比べてて、かつカイコしか持ってない遺伝子の、
例えばそれが特に機能も全くわからない遺伝子に着目して研究してるんですね。
カイコの持ってるかつ機能も全く持ってない遺伝子。
機能が全くわからない遺伝子の機能を明らかにしてて、
それを例えば症状倍とかに入れたらカイコっぽくなったりするのかみたいな。将来的には。
なるほど。それ面白いな。
実際にこれをやるために遺伝子を、ゲノムを編集するとか操作するっていうのが必要になってくる。
そうですね。
だから、かなり専門的な話になるんですけど。
もう全然。
適宜僕もわからないところ全然聞くんで。
僕の専門としてはカイコの生死の研究をしてるんですけど、
この生死っていうのは、どの生物、多くの生物が共通して持ってるものなんですけど、
でもそれって基本的に進化の過程で同じものを持ってるんだったら、
同じシステム、メカニズム、同じ遺伝子を使って、同じタイミングで分化してとか、
それが共通してもいいよねってみんな思うと思うんですよね。形だってそうだと思うんですけど。
でもそれをカイコはあえて他の生物と違うものを持ってて。
あえて。
っていうのはカイコが核っていう遺伝子が集まったところなんですけど、
それを持ったカイコと持たないカイコと持ってて、
持った生死と持たない生死とも持ってて、
それってすごく面白いことなんじゃないかなと思ってるわけなんですよね。
そもそも核を持ってない生死がまず結構レアみたいな。
そう、レアですね。
おっしゃるとおりで、核持ってなかったら次世代に遺伝子層を残せないというか。
そうですよね。せっかく遺伝子を残すために生死作ってるはずなのに、なんで?みたいな感じしますよね。
それすごく話を聞いたとき衝撃を受けて、なんでだろう?みたいな。
確かに本当に。
普通に考えたら、適者生存というか優れたものが次世代に残すっていう考え方があるじゃないですか。
ダーウィンの進化説的に言うと。
はい、そうですね。
だったら無駄なものを作る意味はないんじゃないかなって最初思ったんですよね。
でもやっぱり調べると、核がある生死と無い生死。もちろん核がない生死は次世代に残せないけど、核がある生死だけを作るカイコだと次世代が残せないと。
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あ、残せない。
そう、つまり両方とも持ってないと次世代を残せない。
だからこれはあえて2つの生死を作ることで生死として機能してる。その次世代を残すという機能を保存してると思ってるんですよね。
なるほど、面白いですね。
これは何でなのかなっていうのを興味持って、これはカイコというか遺伝子目、蝶とか持ってるんですけど、その遺伝子が関係してるんじゃないかなってことで、そういう遺伝子に着目して研究してます。
なるほど、そこが最初のスタートにあったところってことですね。
そうですね。
なるほどな。
じゃあ研究室としてはカイコのそういういろんな特徴を付けるやつがそれぞれ研究テーマになってみたいな感じ?
そうですね。
すごいな、たぶんこの聞いてる人というか普通に生活してる人はカイコの生死なんて想像もしたこともない世界だと思うんですけど、だから面白いなと思って。
結局表面的にというか今自分で思ってるのは、その生死の形態的にというか表面的には違うように見えても、その根本としてる機能っていうのはやっぱ同じ機能を持ってるわけですよね。
実際に残すっていうことでは。
だからその表面的な違い、それは例えば遺伝子でも、表面的には遺伝子は違う遺伝子を使ってるけど、文化のタイミングとかとしては、やってる機能としては違う遺伝子が同じ機能を持ってるとか。
それを進化的に補いながら、生物が進化してきたのってすごく面白いなと思ってて、これ結構言語化するの難しいんですけど。
そうですね、音声しかないから。
そうなんですかね、ロバストニスとかよく言われるんですけど、別の遺伝子でも補うことができてて、なんとか木の生死にしても核があるやつないやつを作っても何とか実際に残せるっていうのを繰り返した結果、
なんとか実際に残そうとした結果、全く形の違う生死ができつつ、全く違う遺伝子が中で働いてるにもかかわらず、他の生物を同じように生死として機能を持てるようになってしまってる。
ここがすごく面白いなと。
そうですね。しかもそれがめちゃくちゃいいシステムだったら、他の生物も結構そういう同じようなものになりそうだなって思いますし。
そこがなんでカイコだけがそうなったんだろうみたいな仮定は結構気になりますね。
僕もそこ気になってて。でもこれも100年以上前にこの現象って知られてて、もともと。
もうその核があるやつないやつ見たのはもう100年も前に。
知られてたんですけど。
そうなんだ、へー。
けどいまだにそれなんでなのっていうのは、遺伝子レベルでは全然わかってなくて。
そこも興味持って研究やってます。
なるほど。それ100年ぐらいかかってるけど、やっぱり今それが研究のテーマとしてできるようになったっていうのは、やっぱりゲノム編集とかが発展してきたからみたいな、そこの背景があるってことですか。
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もちろん本当におっしゃる通りで、ゲノム編集ともう一つは実際シーケンサーで、2つゲノムが読める、発芸年史がわかるっていう実際シーケンサーの技術と、実際それがどうなのっていうのを検証できるゲノム編集の技術。
これがあるからこそ今、100年間の問いに今チャレンジできるというか。
熱いな。
そうですね、やっぱり今までってゲノム、DNAの配列を読むっていうところのハードルは多分何年前ぐらいなんですかね、ガーッと一気に来たのは。産画法とかで読めるようになってきたのはいつなんだろうな。数十年。
まず遺伝子がわかったのが1950年ぐらいですね。産画法とかいつぐらいでしたっけ。
80年90年ぐらいですか。
10年ぐらいだと思うんですよね。人ゲノムが完了したのがだいたい21世紀になってからですよね。それから昆虫とかの時代に入って、昆虫とかもできるようになってくるのがそれの21世紀の前半、2010年前とかですよね。
いやそうですね、だからそれがもう今は何億とかのを解析できるようになってるわけじゃないですか。実際にはその1個の生物のDNAを。NGSって数時間とかですか。僕実際に自分で使ったことないんで、どういうタイム間隔なのかなって。
物によって、読む量にはよるんですけど、それこそ数時間から数日ぐらいで終わるんですよね。昔だったらそれが何十人の研究者が何年もかけてやるような。
一人がちょちょっとやってもいいですし、別に今だったら害虫とかもするので、害虫だったら数万円で全部読める、サンプル読めるってなったらだいぶ研究のハードルというのが下がってきてて、僕たちみたいなあんまり有名じゃないというか、生き物でもできる。
なるほどなるほど。やっぱり最初人とか人に近い動物とかがやっぱり解析されますもんね。マウスとかもそうですけど。
そうですね。
それが今ようやくやっぱりいろんな動物に適応できるようになってきたとか。
あとそれから出てくる膨大なデータを処理できるかっていうのも重要なのかなって思いますけど。
そうですね。
解析とか結構やっぱ大変ですか。
やっぱり基本的には僕たちはウェットというか手を動かす人なので、ドライとウェットってやっぱあるじゃないですか。
そうですね。
ドライはドライの人がネットに落としてくれてるんでこういうコードを書けばいいですよみたいな。
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なるほどなるほど。
それを見ながら。
計算屋さんが作ってくれたドライの専門家のフォーマットみたいなのがあるっていう感じですね。
そうですそうです。
でもそれをエラーと四苦八苦しながらやりながら。
だから自分の欲しいデータがあるので、それに合わせてネットからコードを引っ張ってきて、それでデータを出していって。
そこから自分たちの研究なんで。
なるほど。そこから仮説とかを立てたり。
そうですそうです。
でもやっぱりここも難しいところで、それこそウェットの研究者は今はドライもしなくてはいけないっていう時代になってて。
だからそのドライのデータってレンさんおっしゃるようにめちゃめちゃ膨大な量が出てくるんですよね、データとしては。
そうです。なんか何テラとかですか?データの容量って。
ギガぐらいですか?
ギガではあるんですけど、結構多くて。
それがローデータでギガがあって、それをすぐ何十ギガ、三十ギガとか結構出てきたら、それがどういう意味があるのかっていうのを一個一個自分で調べなくちゃいけないわけですよね。
そうですねえぐい。文字列でギガって普通に考えたらえぐい。
えぐいですよね。
それが難しいのはどういう意味があるかって意味付けがしなくちゃいけなくて。
この遺伝子が高く発現することっていうのはどういう意味があるんでしょうとか、こういう遺伝子をゲノム中に持ってるってことはどういう意味があるんでしょうっていうのは意味付けをしなくちゃいけないわけなんですよね。
その意味付けって結構詩的になりがちになるので、それをどれだけ客観的なデータを示せるかってところが結局ウェットの実験だと思ってて。
うまくそこをリンクできるか、そのデータって膨大にあるからそん中から選択してこれだったらウェットでも再現できるよねとか。
なるほどなるほど。
っていうところでやるんですよね。
そこはもう計算の人一切手出せない領域というか。
そうですね。
やっぱり実証は必要ですもんね。
計算だけで論文出すこともあるんですけど、やっぱそれだとどうしても仮説に近い状態になってしまうんですよね。
うんうんうん。
やっぱこうデータとしてノイズがあったりもしますし。
なんかちょっと違う結果に導かれちゃってたりとかもありそうですね。
そうですね。
例えばよくある話なんですけど、よく最近出た論文があって、その生死、僕生死の研究してるんですけど、
はい。
実際シークエンサー読んばいろんな組織別発言っていうのは発言遺伝子を比較することができるんですよね。
それぞれの組織で。
遺伝子発言の量みたいなことですか。
そうです。遺伝子って2万個くらい書くことは持ってるんですけど、その遺伝子がどれもどの組織でも発言するわけじゃないんですよね。
全てが発言するわけじゃなくて、この組織にはこういう遺伝子が発言しますよ。
なるほど。
この組織ではこういう遺伝子が発言しますよっていうのがそれぞれあるわけですよね、その組織ごとに。
はいはい。
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それをつまり、例えば僕が生死の研究してるなら、精巣で発言する遺伝子。
っていうのは生死に関係するんじゃないかなって思うと思うんですよ。
はいはい。
例えば足で発言する遺伝子は足を動かすだったりとか、足を形作るとかに機能するんじゃないかって思うと思うんですけど、
でもその生死、精巣で発言する遺伝子って全体の遺伝子の80%くらいは発言してて。
80%?
80%です。
じゃあもうほぼほぼ。
しかもこれが最近出たのが、これは別に機能してるわけじゃなくて、ちゃんと遺伝子として発言できますかっていうのをチェックしてるんじゃないかなっていうことを仮説が出てたんですよね。
なるほど。遺伝とかに関わるところだから、次世代にちゃんと伝えられるかのチェックみたいな。
そういうことで発言してるんじゃないかなっていう仮説が出てて、
実際にそこで発言してる遺伝子をノックアウトしたとしても、マウスとかでノックアウトしたとしても、生殖に異常がなかったっていう論文も結構出てて。
へー。
だからそういう面で言うと、データだけを見ていいじゃない、じゃなくてそれをウェットで検証していかなくちゃいけない。
うん、確かに確かに。データだけ見たら生死周りでなんかすごい色んなものが出ちゃってるみたいな感じに見えますもんね。
そうそう。
体中のパーツの情報が。
そうそうです。
それってエピジェネティックというか、そこの制御になってるんですか。
よくあのメチル化、DNAメチル化されて、そこで発言調節されてみたいな。
はいはいはい。
そういう調整の結果が80%ぐらいみたいな。
多分そのタイミングで発言側に動いていくんじゃないかな、まだそこも全然検証されてなくて。
DNAメチル化とかセチル化とかどうなってるかとかはあんまりやってないので。
へー、そういうのじゃあ面白そうっすね。
まだまだ、それが出たのは去年の年末ぐらいに出た論文だったので、
ネイチャーが出たのかな。
だからまだまだ、なんでそんなに発言するのかっていうのも検証されてない状態だけど、
少なくとも発言してるからといって機能してるってわけでもない。
機能してるかもしれないけど、それが大きな影響を与えてるわけではない。
例えば遺伝子って相互に補っていくので、
やっぱり一つの機能を持たせるために、まずはAっていう遺伝子が機能するけど、
これがなかったときはBっていう遺伝子がAの代わりに機能しますよとか、
やっぱりそういうのって往々にしてあるので。
そうですね、ノックダウンとノックアウトは違うよみたいな、そういう話ありますよね。
ありますあります。
完全にその遺伝子をオフしちゃうと別な遺伝子が補ってきて結果変わらないように見えるとか、
よくあるやつですよね。
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だから今の話も、まだ何が正しいかってのはまだわかんないけど、
少なくとも発言してるからといってすごく重要な遺伝子ってわけでもないというところですね。
でも今の現状としては、さっきのような遺伝子、
ノックアウトしても表現形が出ない遺伝子っていうのをどう扱うか、それもまた難しくて。
そこにもやっぱり何か意味があるのかとか調べたいですよね。
そうですね。ということで話戻すんですけど、
僕はドライもやりつつ、結構ウェットをメインとして研究してますっていうところですね。
なるほど。
じゃあスタートとしてはドライで計算もありつつ解析が出てきて、
じゃあここの遺伝子を例えば発言量を減らすとか、
逆に別なものを入れてみるとか、
そういう方向にウェットな実験、実際にやる実験の方では進んでいくと思うんですけど、
そこで使う技術とかですよね、どういうものでやるとかってどんな感じですか?
ありがとうございます。
基本的にはクリスパでやってて、下止め編集っていうのをメインにやってるところなんですけど、
多分名前だけ聞いたことある人はいっぱいいますよね。
ノーベル賞を受賞して、クリスパキャスナインを受賞してましたけど、
それを使ってると。
そうですね。
サイエンマニア、お聞きいただきありがとうございました。
この番組では幅広い専門知識を一つの番組に集め、
聞くだけで誰でも楽しく学べる番組を目指しています。
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