Home奥村 美紗子 准教授 インタビュー
2021年度 創発的研究支援事業（JST） 採択者
まだ知られていない「第4の光受容体」を同定して、
光生物学のフロンティアを开拓する
「光」を轴に、生物の発生や光认识メカニズムを研究
私の専门は分子生物学です。现在は、线虫の一种であるPristionchus pacificus（P. pacificus）を使って、「発生」と「神経科学」という2つの研究に取り组んでいます。
1つ目のテーマである「発生」とは、受精卵が细胞分裂を繰り返して大人になる过程のことです。通常、ある2つの受精卵が违う遗伝情报を持つ场合、発生によりできる成体の形や性质も当然异なります。しかし、生物によっては「一卵性の双子のように遗伝情报が同じでも、発生时の环境に応じて形や性质が変化する」ケースがあるのです。例えば、私が研究している线虫P. pacificusは、环境に応じて「幅広型」と「狭小型」いずれかの口の形に成长することが知られています。
P. pacificusの口の形が変化するメカニズムは完全には分かっていませんが、最近私たちは、「光」がその一因であることを见いだしました。光を当てて饲育すると幅広型が増加し、暗闇で饲育すると狭小型が増加したのです。现在、その発生メカニズムを解明しようと研究を続けています。
2つ目の「神経科学」も光に関连した内容です。この研究では、P. pacificusが光を感じる仕组みを明らかにしようとしています。今回は、こちらのテーマが创発的研究支援事业（闯厂罢）に採択されました。
线虫P. pacificus
线虫が持つ「第4の光受容体」を見つけて、そのメカニズムを解明したい
今回採択された研究について、くわしく説明しましょう。光に応答することは、生物が生き残る上で非常に重要です。例えば、线虫にとって光は有害なので、P. pacificusは光を当てると逃げるような行動をとります。线虫をはじめとする生物が光を認識するには、光を神経信号に変換する「光受容体」タンパク質が必要です。動物ではこれまでに、大きく分けて「オプシン」「クリプトクロム」「LITE-1」という3種類の光受容体が報告されてきました。光を認識して逃げるP. pacificusも、当然これらいずれかの受容体を持つと考えるのが普通です。しかし私が调査した结果、P. pacificusには既知の光受容体が存在しないことが分かりました。つまりP. pacificusは、まだ知られていない「第4の光受容体」を持つと予想されるのです。私は、この未知の光受容体を同定して、P. pacificusが光を感じる仕组みを明らかにしたいと考えています。
第4の光受容体の遗伝子は、P. pacificusのゲノム上に必ず存在するはずです。もしその遗伝子に伤が付けば、その个体は光に反応しなくなるでしょう。そこで现在、大量のP. pacificusを用意してそれらのゲノム上にランダムに伤を付け、得られた个体の中から光に反応しない个体を选别して、光受容体遗伝子の场所を特定しようとしています。现时点で光に反応しない个体がいくつか得られているので、今后はそのゲノム解析を进める予定です。创発的研究支援事业は原则7年の事业期间があるので、前半で光受容体の同定を完了し、后半では光受容体による情报伝达メカニズムを解明したいと考えています。
顕微鏡で线虫の光忌避行動を観察しています
光生物学のフロンティア开拓を目指す
今回の研究で未知の光受容体を同定できれば、新たな光の认识メカニズムを発见できるかもしれません。そこには、新たな生理机能の発见や薬剤开発、细胞制御手法の开発などにつながる、光生物学のフロンティアが広がっています。私の最终目标は、このような光生物学の新领域を开拓することです。
光と生物との相互作用には、まだ分からないことがたくさんあります。この分野の研究が进めば、これまでの常识が大きく変わる可能性もあるでしょう。例えば、现在不妊治疗で顕微授精を行う际には、光の照射下で卵子と精子を取り扱います。しかしこのとき、卵子や精子は光によって何らかの影响を受けているかもしれません。その影响がくわしく分かれば、より安全な不妊治疗法が开発される可能性もあります。光生物学には大きな未来があるのです。
研究を进めていると、当初の予想とは全く异なる结果が得られることも多くあります。このようなとき、「真実は生物が教えてくれる」と実感します。私は、これが研究の面白さだと思います。自分が考えている范囲というのは実は大したことがなくて、自然は常に想像の斜め上をいくものです。自分の知识を过信せず、生物と対话しながら丁寧に研究を进めるのが重要だと感じています。今后も光と生物をテーマとして、実直に研究を続けていきたいと思います。
