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2021-08-03 24:38

「目」って実際どうなってる?目の色と電気に変える仕組み #30

目の中で起こる反応、動物の視覚、目の色の違いについて語りました。

ゆるっと科学回です。


・光の刺激を電気に変えている正体はなに?

・ロドプシン:脊椎動物の光受容器細胞に存在する色素

・ロドプシン=オプシン+レチナール

https://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E3%83%AD%E3%83%89%E3%83%97%E3%82%B7%E3%83%B3

・二重結合 C=C ←このイメージ

フォトプシン: 網膜の錐体細胞に存在する光感受性タンパク質

・動物の視覚について

レチナール分子1個の動的観察に成功 産総研

単分子レベルで観察 カーボンナノチューブにレチナール分子を閉じ込めて、シストランスの識別に成功している

理研 レチナールの動画

レチナールを持つ光応答タンパク質(レチナールタンパク質)がどのように働くかを原子レベルでの動画撮影に成功

光に応答するタンパク質がフェムト秒(1,000兆分の1秒)からピコ秒(1兆分の1秒)という超高速で反応する過程をX線自由電子レーザー(XFEL)で観測

・目の色の遺伝子

・青い目の人の誕生

顕性と潜性

オッドアイ

・ウサギの目の色


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00:01
こんにちは、サイエントークです。
サイエントークは、科学マニアの研究者レンと国際交流に興味があるエマが自由に語るラジオ番組です。
通話のやつ久しぶりな気がするな。
朝活のやつ多かったから。
そうだね。
朝活の感想みたいなやつ見た?
朝活の感想?
朝活の宣言の感想。
ツイッター?
なんだっけ?
意識高い系の。
あったね。
朝活って意識高そうな人がやるものだよね、みたいな。
頑張ってくださいっていう。
黒柳りんごさんのコメントでもらって。
とりあえず緊張感で無理矢理受けそうっていうのは。
そうそうそう、あってますね。
これが出てる頃には恥ずかしみを受けた後だと思う。
悪意しすぎでしょ。
緊張感なさすぎて。
雑談とか回数こなしてきたがゆえにリラックスモード入れるようになってる。
もはやいつからがこの収録開始なのか分かってないから、
これ収録されない感じなのかなって思ってリラックスしちゃったけど、
これ世に出るの?
カットするかどうかしないんじゃないか、自分たちが。
じゃあカットお願いします。
知るって使うかもしれないけど。
えっと、今日は俺が喋りたいことを持ってきた。
持ってきたっていうか、
10回目の振り返りでも言ったんだけど、
俺一生来ない次回予告したじゃん。
第2回ぐらいの時に、
初めて科学の話して、
目も科学なんだみたいな。
話してもう完全にそこから忘れ去られて、
俺の中からその話は。
まぁちょっと、やるかと思って。
なんかその10回の時に目の話忘れてたからしなきゃみたいな感じで言ってたから、
11回目ぐらいにするのかと思ってたら、
普通にその後も忘れられてたから、どうしてるんだろうなって思ってたけど。
いやちょっと、
一人の回でこれやるのもなんかなって、
しますって言ってたから、
2人でやっといた方がいいかと思って。
確かなんか目で物を見た時に、
03:00
どうやってそれがなんで映像として見えるのかみたいな、
不思議じゃないみたいな話なんだけど、
その光が目に入ってきて見えるっていうのは、
多分あって、
そこから脳に行く時って電気信号になってみたいなのって、
大体の人が知ってるじゃん。
でもさ、光で入ってきてるのに、
なんでしれっと電気信号になってんだみたいな、
結構思う?
まぁそういうもんだからかなって。
だって電気信号にしなきゃさ、
すぐ反応できないっていうか、
光のまま情報は伝えられないみたいな。
体の中で情報を伝える時に、
素早く変換して。
そこの変換が結構謎じゃない?
だって光をさ、
そこら辺に当てたら電気が発生するわけでもないじゃん。
それだったらもう電気まみれじゃん。
太陽の光浴びてたら。
それはなんで?って思って。
その正体を突き止めようっていう話なんだけど。
突き止めようっていうか、その正体の話なんだけど。
どこから話そうかな。
最初にそもそも、
ロドプシンとかってよく聞くじゃん。
目の中のさ、
網膜の奥側の膜にあって、
そこから光当たると電気が出ますみたいな。
ロドプシンって分子だっけ?
分子。
もうちょっとちゃんと言うと、
タンパク質の部分と、
複合体の名前みたいな感じなんだよね。
オプシンっていうタンパク質部分と、
それにくっついてるレチナールっていう小さい分子。
で、ロドプシンって言うんだけど。
このちっこい分子がめっちゃ重要で、
その正体っていうのが、
二重結合ってやつを持ってる分子なんだよね。
これ、音声で二重結合を伝えるのめっちゃ難しいなって思ったんだけど。
二重結合がくるくる回るかどうかみたいな話なんだよね。
二重結合がくるくる回るかどうか。
例えば、炭素と炭素が一本の結合で結ばれてると、
何でイメージしやがるんだろう。
リンゴが炭素だとして、
そのリンゴに箸を刺すとするじゃん。
で、その箸の反対側にもう一個リンゴ刺す。
06:00
っていうやつが炭素結合炭素ってなってる。
これがCとCだったら大体そういうイメージなんだけど。
この状態ってリンゴくるくる回るじゃん。
そうだね。
だけど、この間の箸をもう一本刺すと回らなくなるじゃん。
互いのリンゴが。
確かに確かに。
そういうイメージで二重結合って。
で、回らなくなるってことは、
その両端の炭素にあたるリンゴに何か別なものとかつくと、
回らないがゆえに、
その非対称性が出てくる。
そのリンゴの上側にもう一本ずつ箸がぶつぶつ刺さってたり、
完全に反対が向きに刺さってたり、
その向きが出てくるっていうのが二重結合なんだけど。
要は、普通の炭素はくるくる回るんだけど、
二重結合もめっちゃエネルギーかければ回るんだよね。
これがすごい重要で、
くるって回るために必要になるエネルギーっていうのが、
熱をかけるか光を当てるか。
で、ここで光が出てくる。
光を当てると、
ここの二重結合はくるって回れるようになるっていう動きがめちゃくちゃ重要なんだよね。
目が見えてるっていうのは。
そのくるくる回ってるのがレチナールっていうさっき言ってた、
ちっちゃい分子のやつ。
で、そのちっちゃい分子の形がくるって変わったときに、
そこの近くにいるタンパク質の形もぎゅって変わって、
で、そのぎゅって変わるとイオンの行き来する、
チャネルみたいな門番みたいなやつがいるんだけど、
出口みたいな。
要はイオンって電気みたいなわけよ。
プラスとかマイナスとかがあって、
で、そこの電気の行き来が発生するっていうシステムになってるんだよね。
すごいない?
すごいね。
俺なんでこういうシステムが体にできたのかめっちゃ不思議なんだけど。
でもやっぱり光の情報を変換するのは体で必要だったから、
それに順応させてできたのかな。
うん、なんかね。
すごいよね。
どういう、それが、進化どうやってしたんだろうと思って、
俺そこまでは調べれてないけど。
動物が一番初めに生まれた時からそのシステムがあったってことなのかな。
何かしらさ、光、なんかさ、細菌とかでもいたりするじゃん。
光の方に行くみたいな。
うんうんうんうん。
なんかそういうのが多分最初なのかなって気がするけど、
いやそう、これは結構ロマンだなみたいな。
09:02
そうだね。
光がこのめっちゃちっちゃいやつの構造をちょびっとだけ変えると、
それが映像になるっていう、結構めっちゃ増幅されて映像になるみたいな、
そういう感じのシステムなんだよね。
しかもなんかただ光をなんか電気に変えるだけじゃなくて、
光でもなんかいろんな情報あるじゃん。
色がピンクとか。
うんうんうんうん。
あとこれ大きさがどれくらいとか。
うん。
そういう四角の情報もちゃんと変換されていくのがすごいよね。
あ、そうそうそう。
このなんかね、光の色っていうのは、
そのさっき言ったロドプシンにくっついてるタンパク質の部分があるじゃん。
それに種類があって、それが四角になってるんだよね。
へー。
だからそこのタンパク質が3種類あるんだよね。
うんうん。
なんか微妙にフォトプシンっていう名前なんだけど、
それが黄緑の黄緑担当みたいなやつとか、
青紫担当みたいなやつがいて、
へー。
そいつらに光が当たると微妙にやっぱ吸収する波長が違うから、
うんうんうん。
このタンパク質が動いたらこの色っていう各担当がされてて、
それが電気になってるんだよ。
なんか動物によって色の見える範囲とか違ったりするじゃん。
それはその各担当の数が動物によって違うっていうことなの?
そうそうそう。数っていうか種類。
種類。
人の場合はさっき言ったロドプシンと、
あとはフォトプシンが1,2,3みたいな感じであるんだけど、
他の動物だとここの光勢とか、
タンパク質のどういう網の酸からなってるかっていうので微妙に形が違ったりして、
へー。
それが違うと見える波長も変わってくる。
だけどね、結構動物館では似たようなやつ使われてるみたいだけど。
人間よりも広い波長を見れる動物とかはなんだっけ、虫?動物じゃないのかな。
赤外線が見えるみたいなとか。
うん。
ヘビとかあれまた違うんだよな。
温度検知だからあれは違うか。
なんだっけ、なんかいたっけ?
なんかいた気がするな。
人間が見えない色。
コウモリとかは違う?コウモリなんか超音波とかだっけ?
あー、超音波は違うんじゃない?
超音波は違う。
跳ね返りで。
うん。
あれでもなんか人間よりも見える波は広い動物とかいなかったっけ?
いる気がする。
いるって考えるのが自然な気がするな。
うん。
でもなんか大体がさ、結構あんま見えないみたいな。
12:01
犬とかって結構白黒に近いとか言うじゃん。
今見たら犬とか猫とか牛とか、その辺はさっき言ったタンパク質の種類が少ないらしい。
だからあんまりカラフルには見えていない。
で、爬虫類とか鳥とかはさっき言ったタンパク質の数がもうちょっとバリエーションが多くて、
で、紫外線まで見えるみたいなやつがいるっぽい。
確かに。私も今調べてたけど、ミツバチとか蝶とかは紫外線も見えるってこと?
うん。蝶は6種類ある。
だからめっちゃ人間よりもカラフルな視界になってるんじゃないかみたいな。
そこのニーズに合っているのかな?
犬はこれぐらいの白黒でOKとか、蝶はめちゃくちゃカラフルじゃなきゃいけないとか、
なんでその違いが生まれるのか不思議だけどね。
確かに確かに。でも蝶とかってめっちゃ派手な色してるのって結構関係あるかも。
確かに。
そこを区別してさ、仲間化とかオスとメス探すみたいなの多分あると思うから、
確かに確かに。
それで色覚が発達したっていうのはありそう。
確かにね。
でも人ってなんで豊かになったんだろうね、色覚。
確かに。
虫とかがカラフルで、哺乳類がカラフルじゃないとかだったら、
人間もカラフルじゃない方が合ってるけど、
でも人間はカラフルなんだね。
そう、なんでだろうね。
猿とかどうなんだろう。
猿はやっぱり人よりはそこの種類が少ないのかな。
猿の種類によっても見え方が違うけど、
でも人よりはカラフルじゃないらしい。
犬とかってその代わりに耳とか鼻が発達してるから困らないみたいな考え方もできるっぽいな。
なるほどね。他の感覚に補ってるのか。
人ってね、そこはあんま強くないもんね。
バランスいいんかな、人間の感覚って。
どうなんだろうね。
なんかに特化してるわけじゃないよな。
なんか結構ね、目の中の形が変わるみたいなのがわかったというか、
その動きをちゃんと捉えられたのって結構最近なんだよね。
そうなんだ。
2007年くらいに、これ日本の研究なんだけど、
さっき言ったちっちゃい二重結合を持っている分子が狂って回るっていうのを観察できたみたいなので、
ネイチャーの関連の雑誌に出てるんだけど、
それを結構人工的な状態で狂って回るのが見えましたみたいな感じになってるんだけど、
15:03
その後2018年に理研がやってて、
めっちゃ最近じゃん。
そうそうそう、結構最近で、
要はこれ顕微鏡とかの発達が重要だから、
X線自由電子レーザーみたいなので、
初めてここの狂って回ってタンパク質の変わるっていうのを動画で捉えた。
1000兆分の1秒とかを捉えるやつらしいんだけど。
めちゃくちゃ最新の機械じゃなきゃできなさそうやな。
そうそうそうそう。
これまでも二重結合が回転することで光を電気に変えるっていうことはわかってたけど、
観察はされてなくて、
2007年とか2018年の時にその二重結合が回転する様子を捉えられたってこと?
うん、そうそう。
事実としてそういうのが起きてるっていうのは知られてはいたんだけど、
それを実際に動画に収めてる。
そこが変わってる様子。
それが1ピコ秒とか1フェムト秒みたいな、
1兆分の1とか1000兆分の1ぐらいのスピードのやつを動画で捉えるっていうのが今までなくて、
それが最近そのレベルを原始レベルで動画撮影に成功して、
本当に起きてるってちゃんと見たのが最近っていう感じ。
これ結構いいよね。
それを見てるのもまたこの分子みたいな。
それを見てるのもこの分子ってどういうこと?
だから動画でこのレチナールの動きを見ている、
自分たちもまたレチナールの動きを見てるみたいな。
そういうことか。
そうそう。
なるほどね、確かに。
なんかこれおもろくない?
確かにな。
やっと自分自身が見えたみたいな、レチナールにとって。
確かに。
でもそれ言ったらなんか生命現象すべてそうじゃん。
今まで自分の中で何が起きているのかわからなくて、やっとわかったみたいなのは。
そうそうそうそう。
前なんかさ人の目の色とかの話もちょろっとしたけど、
これまたなんか別な遺伝子だったりするみたいなんだけどね。
なんかこれも結局微妙な遺伝のATGCのワーってあるやつが、
ちょびっとだけ変わると色変わるみたいなのがあって、
結構アルビノとかの人とか、
あとはどれだけそばかすができるかとか、
そういうのにも影響している遺伝子らしくて、
結構人種の差とかがやっぱりあるっぽいね。
18:02
青い目になる要因みたいな。
結構最近らしいけど、青い目の人が誕生したの。
1万年前ぐらいって書いてある。
1万年前って結構新しいね。
そうそうそう。だいぶ新しいよね。
なんか部分的にその一部の遺伝子が変異で働かなくなって、
頭青い目の人が多分環境要因だと思うけど、
人が住む場所がどんどん広がっていって、
太陽光が少ない土地とかもあるじゃん。
めっちゃ北極の近くの方とかさ。
そっちの人が最初に青い目が誕生して、
そこからどんどん広まっているみたいな感じらしいよ。
目の種類としては青い目が一番新しいの?
基本的には茶色。
茶色と黒とあと緑色の組み合わせみたいな感じがほとんど。
でも緑はいたんだ。前から。
いたし、要は遺伝されやすいのがそこの茶色とか緑色の遺伝子らしくて、
どっかに欠損とかが入ったら青色になる。
だけど、例えばそこが優性劣性っていう遺伝子のあれあるじゃん。
最近優性劣性って言わなくなったらしいけどね。
差別的だからっていうこと?
そうそう。今、賢性と賢性って言うんだよ。
知らんかった。私習ったとき優性劣性やった。
そうだけど、賢性って顕微鏡の顕に生じる。
賢材とかの顕。
劣性の賢性っていうのは潜む、潜るとかの賢。
優しい言葉になってるんだけど。
賢性賢性っていう言い方をしてて。
要は賢性、有利な方っていうのが茶色とか緑とかだからそっちの方がどんどん遺伝で広まってて。
青色の遺伝子が賢性らしい。
でもさ、グレーっぽい色の人とか黄色っぽい人いるよね。
グレー?
グレーの人結構いるくない?
グレーも青に入るのかな?
グレーのような緑のような人とか。
もっと色んな色あった気がするんだけど。人間の目の色。
あるね、あるね。レッドもあるって書いてある。
うさぎとか赤い目の多いよね。
そうだね、確かに。
グレーはブルーからちょっとメラニンの色が多くて茶色より。
ダークブルーみたいな。
純粋なブルーではないけど、ちょいブルー混ざりみたいな感じっぽいね。
21:01
やっぱ北欧の人とかが多いみたい。青の人は。
オットアイの人とかもいるんだもんね。
目の色が右と左で違う人?
いるよね、たまに。見たことはないけど。
見たことないな。結構いるっぽいけどね。調べたら。
意外といるっていうか、このオットアイの人をまとめられてるの結構すごいな。
Wikipediaだけど。すごいWikipediaだね。
オットアイってグーグルで調べたらオットアイになる方法って書いてある。
ちょっとやばいやつだよ。危険なやつじゃん。
カラコンね。今の時代、カラコンの人多いから目の色を簡単に変えれるみたいな時代になってる。
そうだね。
うさぎとかが赤い色なのはなんで?
うさぎとかの目の色?
猫とかもたまにいるくない?猫はいないっけ?赤い色。
猫にもオットアイとかもいる気がする。
人間でもし赤い人いたらちょっと怖いよね。
あそこまですごいめっちゃ赤い人いなくない?
うさぎはそもそも体に色素を全然持っていないらしくて、
あの赤は目の奥の血管の色が見えてるらしい。
えー、こわ。
結構怖いな。
めっちゃ赤いじゃん。そんだけ血があるってことか。
透明だから透けて赤いらしい。
メラニン色素を持ってないから。
確かにね、色素ないだけであんなに赤くなるの。
そう考えたらあんまり可愛くはない気がする。
目の色じゃないっぽいね。
てことでもう私がしたいこの目の小話は終わりました。
ありがとう。面白かった。
私も今グーグルで色んな目の色の画像を見てるんだけど、
見すぎてちょっと気持ち悪くなってきた。
なんか集合体みたいな。
分かる分かる。
まあそのどこすかね。
久々にめっちゃまったり。
いろいろカットしてほしい部分はあるけど。
俺もだいぶカットする気がするけど。
まあいいじゃん。面白かった。
台本いつも無しなんで。ありがとうございました。
おつかれさまです。
再演トークは各ポッドキャスト配信サイトやYouTubeにて配信しています。
ツイッターやインスタグラムもありますのでぜひチェックしてみてください。
24:01
よろしくお願いします。
以上再演トークでした。
24:38

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