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- 植物オルガネラゲノム研究センター員 （総合生命科学部 生命システム学科 教授）佐藤 賢一
植物オルガネラゲノム研究センター員 （総合生命科学部 生命システム学科 教授）
佐藤 賢一
生と死、命の営みを制御する 細胞膜マイクロドメイン理論の解明
受精とがん。誕生と死を象徴する2つの出来事に共通する細胞の振る舞いから「細胞膜を介してシグナルが伝達されさまざまな生命現象が展開する」との仮説を立て、検証を進めています。
生命と外界を分ける細胞膜の 特定部位に特定機能が分布
生命体と外界とは細胞膜で区切られています。この細胞膜を介してさまざまな生命現象が繰り広げられています。私が研究しているのはこの細胞膜を介して行われるシグナル伝達反応のメカニズムです。
私たちは、細胞膜にはいくつかの区画化されたコンパートメントがあり、ある決まりで特定の場所に特定の機能を担った領域があるとの「細胞膜マイクロドメイン」仮説を検証中です。細胞膜にさまざまなタンパク質が埋め込まれ、細胞内外の環境を察知して生命活動の振る舞いを決めていると見ています。
例えば受精により発生を始める卵細胞には、精子と相互作用して受け入れる部分が“装置”として配置されているのではないか。既にその候補の分子がいくつか判明しています。選択的に特殊なタンパク質が点在して「受精の場」を作り出しているようです。さらに一度受精すると、他の精子を入れなくする仕組みも細胞膜に埋め込まれていると思われます。
受精とがん発症時の細胞 共通の振る舞いが現れる
興味深いのは、新しい生命の誕生である「受精・発生」段階での細胞と、生命の死を象徴するがんの細胞で共通する作動原理があるかもしれないということです。
SRC（サーク）遺伝子から作られるタンパク質の活性化によりがん細胞の働きが活発化することがあります。このことがサークをがん遺伝子と呼ぶゆえんです。このサークが、卵細胞が受精した時にも活性化することがわかりました。同じものがあるときは生命を育み、あるときはその死を演出しているわけです。ここから、サークははじめからがん遺伝子であったわけではなく、その遺伝子の変異がたまたまがんを作り出しているのではないかとの仮説が導かれます。
現在、アフリカツメガエルの卵細胞とヒトのがん細胞を使って研究を進めています。特にがん細胞の立体培養法確立を目指して企業との共同研究を模索・実施中です。同研究で生殖機構がさらに解明されることで生殖医療への貢献や少子化対策、がん細胞の振る舞いの解明でがんの予防や治療、予後の良好化の応用を見込んでいます。
- 受精直前のアフリカツメガエル卵細胞
- 増殖中のヒト膀胱がん細胞
- 受精直後（5分）のアフリカツメガエル卵細胞
- アポトーシスにより死滅しつつあるヒト膀胱がん細胞
■細胞膜マイクロドメインにおけるチロシンキナーゼSrcを中心としたシグナル 伝達機構は、受精に伴う発生開始（アフリカツメガエル卵細胞）やがん細胞の アポトーシス回避（ヒト膀胱がん細胞）において重要な働きをしている。