2月2日:シマウマの縞は何のため2話(1月31日号Royal Society Open Science掲載論文)
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2月2日:シマウマの縞は何のため2話(1月31日号Royal Society Open Science掲載論文)

2015年2月2日
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昨年4月3日シマウマの縞が、大量に血液を吸うアブやツェツェ蝿を寄せ付けないようにするための防御システムであるとするNature Communicationsの論文を紹介した。意外な結論に私も驚いた。しかし、進化の研究は再現実験が難しい。相関性だけでは、必ず反論が出る。案の定、1月31日号のRoyal Society Open Science誌にUCLAから反論が出た。公平を期す意味でも紹介することにした。タイトルは「How the zebra got its stripes: a problem with too many solution (シマウマの縞はどうできたのか:方法が多すぎることの問題)」だ。で、今回の結論は?答えはズバリ、「シマウマの縞は暑さ対策のために生まれた」だ。4月に紹介した論文では、縞があるかどうかと、肉食獣の存在や、アブやツェツェ蝿、温度などとの相関を調べていた。今回は、縞の数や太さ濃さを総合した指標を、周りの環境要因と相関させている。結果、足や胴体のシマの強さの指標と温度が最も相関している。アフリカの赤道付近から南アフリカまで、それぞれの地域に生息するシマウマの写真を並べられると、確かに暑いところのシマウマでは縞も太く、数も多い。特に足の縞は差が顕著だ。ではどうして縞が暑さ対策になるのか?特に生理学的研究は行っていないが、なんと1900年に英国の研究者によって提案された可能性を引用している。即ち、黒い部分と、白い部分では熱吸収が異なり、温度の上昇に差が出る。この温度差が、空気の流れを生んで、換気を促進し、結果、体が冷えるという説だ。聞くだけでなるほどと説得されてしまう。とはいえ、前の論文では縞の有無、今回は縞の強さが指標になっており、同じ実験で議論しているわけではないので、おそらく論争は続く気がする。私たち素人にとっては、シマウマの縞のパターンの大きな変化を知るだけで、十分物知りになれる、面白い研究だ。もちろん哲学的意味でも考えることの多い研究だ。私たちはシマウマとは何かを考えるとき、個別のシマウマとは違う抽象的なシマウマを真の姿として想起してしまう。これは唯名論だが、真実は個別の認識にあるのか、あるいはイデアにあるのかは長く哲学の課題だった。しかし、個別をしっかりと観察することからしか科学が始まらないことをこの研究も示している。自分で見ることが叶わない私は、やはり科学に頼るしかない。

カテゴリ:論文ウォッチ

2月1日:全長1mの単細胞(PlosGenetics1月号掲載論文)

2015年2月1日
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今アドバイザーとして勤めているJT生命誌研究館では、様々な動物が研究対象として使われている。その中には、医学部を卒業してから、人間を含む哺乳動物以外扱ったことのない私にとって、全く見たこともなかった動物も存在している。しかし医学に限らず論文を漁って様々な生物の成り立ちを知ると、驚くべき生物が私たちの身近に生きていることを知る。2013年に紹介した性生殖なしに4億年生きてきたワムシのゲノムもそうだった。しかし今日紹介するカリフォルニアデービス校から発表されたCaulerpa taxifoliaと呼ばれる藻の仲間についての論文はさらに驚きで、生物の多様性を本当に実感させる研究だった。タイトルは「An intracellular transcriptomic atlas of the giant coenocyte caulerpa taxifolia(巨大多核細胞caulerpa taxifolia の細胞内遺伝子発現地図)」でPlosGenetics誌1月号に掲載されている。ほとんどの方は私と同じで、caulerpa taxifoliaなる藻についてはご存知ないと思う。この藻は、数多くの核が一つの細胞の中に存在する生物で、大きさは時に1mにも達する。私たちの体にも破骨細胞のような多核細胞は存在するが、1mの大きさとなるとスケールが違う。調べてみると、caulerpa taxifoliaに近いAcetablariaでは通常は全くの単細胞で、大きさは5−10cmに達する。こんな生物がいることを全く知らなかったとは、物知りになるのにはまだまだ道のりは遠いと確信した。この研究では、全く仕切りのない単細胞でも体の部分の分業が成立しているのかどうか、身体各部からmRNA採取して塩基配列を決め、どの遺伝子のmRNAがどの部分に濃縮されているかを調べている。細胞自体に仕切りがないことから、普通ならどの体の部分も同じmRNAが分布していてもいいはずだ。結果は著者らの期待通りというか、詳しくは述べないが、根、茎、葉など体のそれぞれの場所に応じて、分布するmRNAのコードする遺伝子が異なっていることが分かった。わかりやすい例で言うと、光合成に関わる遺伝子はpinnuleと呼ばれる葉に似た場所に濃縮している。次にcaulerpa taxifoliaを、通常の多細胞植物であるトマト各部の遺伝子発現と比べている。トマトは多細胞生物で、もちろん細胞という仕切りがあるため、各部の細胞ごとに転写調節を行い、発現する遺伝子を決めている。さて、両者を比べると、単細胞でも、多細胞でも、同じ機能を持つ部分で発現する遺伝子に共通性があることが明らかになっている。単細胞も、多細胞と同じように発現遺伝子の分布を体の部分に応じて変化させて分業を達成している。結果はこれだけだが、この生物は私たちの知らないことを教えてくれそうだと期待できる。細胞という仕切りからどうすれば解放されるのか?私たちが細菌から抗生物質、Taqポリメレース、クリスパー、様々な光感受性分子を得たように、常識を覆す生物には多くの能力が眠っている。などと考えるのはやはり医学部卒の悪い癖か?単純に驚いて終わろう。

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1月31日:何を隠したいのかを考える時代(1月30日号Science誌掲載論文)

2015年1月31日
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普通論文のイントロダクションには、研究の背景や、これまでの歴史など、著者の知識が示される。このおかげで、イントロダクションを読むと、それだけで物知りになる論文がある。今日紹介するマサチューセッツ工科大学、メディアラボからの論文は、匿名化されたビッグデータから個人を特定する可能性についての研究で、この分野全体の現状がよく分かるイントロダクションが書かれている。タイトルは「Unique in the shoping mall: On the re-identifiability of credit card metadata (ショッピングモールでのプライバシー:クレジットカードメタ情報の特定可能性について)」だ。タイトルにある通り、この論文ではクレジットカード情報の中から、特定の個人の行動を抜き出すには、どの程度の情報が必要かを調べている。まず、物知りになるのでイントロダクションに書かれている内容について紹介しよう。1)ビッグデータの解析が新しい科学、例えば計算社会学を生み、貧困や感染症の分析に使われている。2)会社もメタ情報の提供を進めており、例えばグーグルはリアルタイムの渋滞情報をドライバーに伝えている。3)この情報を科学として使うためには、情報公開が必要で、アメリカでは原則その方向に動いている。例えばボストンでは公共交通車両の全ての位置情報が提供されている。4)データは匿名化されているが、現在では自分の情報のツイートなどが当たり前で、携帯電話データも簡単に個人特定ができる。5)アメリカの個人支払いの60%はクレジットカードで、携帯電話での支払いも10億ドルに達しつつある。6)最後にこれが面白かったが、アメリカ人の89%はクレジットカードデータは個人情報として守られるべきと思っている一方、健康情報も同じように考えているのは68%、自分の居場所については62%。圧倒的に金銭的やりとりは隠したいようだ。これら全てに文献が引用されているので、このような論文は本当に助かる。さて、肝心の研究では、110万人、1万店舗、3ヶ月間分のクレジットカード全データの提供を受け、この中で特定の個人の情報を抜き出すための条件をシミュレーションしている。結果は予想通りで、例えば私がいつどこでいくらの買い物をしたかという情報が2回分わかれば(例えば尾行でもされて)60%の確率でビッグデータの中から私の情報を全て抜き出せるという結果だ。実際には5回分の情報があればほぼ100%特定できる。他にも、場所、時間、使った価格が不正確だった時のシミュレーション、男女差、収入との関係などを調べ、ある程度の情報で個人を抜き出せることを示している。まあなんとなく納得してしまうのは、女性や所得の多い方が特定しやすいという点だ。結論的には、ビッグデータも外から情報を加えると個人を特定できるという警告だが、それを踏まえてデータは公開されるべきだというのが著者の考えだ。私も全く同感だ。ゲノムも含むビッグデータにより、今全く新しい人類歴史学が始まろうとしているという実感を持つ。プライバシーは守るものという原則で私たちの社会は成り立っているようだが、ツウィッター、フェースブックを使った自己発信が当たり前になり、またドイツ首相のプライベート電話すら盗聴できる時代、私たちは何を隠したいのか、なぜ隠さなければならないのかなど真剣に考える時が来たと思う。

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1月30日: Precision Medicine (Nature オンライン版掲載論文)

2015年1月30日
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最近ガンの論文を読んでいると、Precision Medicineという言葉をよく目にする。我が国の中村祐輔さんがテイラーメイド医学と呼んでいたものに近い概念で、ゲノム情報を使って患者さんを正確に分類し、効くことが予想できた薬剤だけを使う、と言った意味で使われている。今日紹介するハーバード大学からの論文はPrecision Medicineの可能性を肺がんで確かめた研究で、Natureオンライン版に掲載された。タイトルは「EZH2 inhibition sensitizes BRG1 and EGFR mutant lung tumors to topoII inhibitors (EZH2阻害により、BRG1やEGFR遺伝子に突然変異のある肺がんはTopoII阻害剤に感受性になる)」だ。見慣れない略語が並んで読む気がなくなると思うが、EZH2はH3K4ヒストン分子の27番目のリジンをメチル化する遺伝子エピジェネティック制御に関わる分子だ。これまでのデータから、EZH2を発現す腺癌は予後が悪いことが知られていおり、この研究ではEZH2阻害剤を使うときのPrecision Medicineの確立を目指している。同じように、TopoIIも肺がんでよく使われる薬剤エポトシドの標的分子で、DNAのよじれを直す働きを持ち、複製には必須の分子だ。この研究では、がん細胞株を使って、エポトシド治療の際にEZH2阻害がより効果がある腫瘍と、逆効果の腫瘍を分類している。そして、EZH2阻害剤が効果を示したガンの多くが、BRG1とEGFRの突然変異を持っている一方、逆効果だったほとんどのガンでこれらの遺伝子は正常であることを見つけている。BRG1もEGFRも肺腺癌で最も多く見られる突然変異で、EGFRは細胞の増殖レセプター、BRG1はエピジェネティックス制御に関わる分子で、それぞれ作用機序はまったく違う。しかしこの結果から、EZH2とエポトシドの効果は、EGFRとBGR1の突然変異の有無を調べることで予測可能で、この薬剤を使うPrecision Medicine は、まずどちらかに突然変異があるかを確認して治療を行う必要があると結論できる。これがこの研究の全てで、残りの実験ではメカニズムの解析が行われ、1)マウス肺がんモデルでBRG1,EGFRに突然変異のないガンではこの薬剤の組み合わせがガンの増殖を早める、2)EGFR突然変異によるガンでは大きな効果がある、3)EZH2阻害によりBRG1が誘導されTopoIIの効果を打ち消す、4)EGFRの突然変異はBRG1を抑制するためEZH2の効果があることなどが示されている。いずれにせよ、ゲノムを調べずこの治療を受けてしまうと、ガンがより増殖してしまうことは確かだ。私が医者になった時から40年、肺がんは組織で分類し、その分類に応じた薬剤を使うことが続いてきた。確率の高い薬剤を試行錯誤で使うという方法だ。ガンのゲノム解析は、これを大きく変えつつあり、この結果に基づき薬剤を選択するPrecision Medicineへの期待は高い。しかし、このPrecision Medicineを我が国はどう実現しようとしているのか、我が国の政策からは全く見えてこない。

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1月29日:MDSの治療(1月26日号Journal of Clinical Investigation誌掲載論文)

2015年1月29日
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専門家以外の人がMDSと聞いてもなんのことかわからないだろう。これは骨髄異型性症候群(Myelodisplastic syndrome)の略で、文字通り骨髄細胞の形態異常を伴う貧血を主症状とする病気だ。まだまだ分からないところの多い病気だが、血液幹細胞に起こる突然変異で生じた異常細胞が、正常幹細胞を骨髄から追い出し貧血が起こると考えられている。最終的に白血病化することが多く、今では白血病の一種として治療が行われる。もともと年齢とともに増加する病気だが、高齢化した被爆者の方では、さらに発症頻度が上がり、被爆国の我が国が重点的に取り組むべき病気だ。特に高齢者では骨髄移植等、根治的な治療は望めなかったが、最近レナリドマイド(Ikarosという転写因子を分解する)やDNAメチル化阻害剤が使われるようになり、根治は難しいものの少しづつ病気のコントロールが可能になってきていた。特にDNAメチル化阻害剤がこの疾患に効くことが報告されたときは私も大変驚いた。グローバルにメチル化を阻害してどうしてMDSが改善するのか?私たちもこれを調べたいと、阻害剤の一つデシタビンの第1/2相治験に合わせてMDS細胞のメチル化状態を調べるべく着々と準備をしていた時、突然我が国での治験中止が決まり、全てがご破算になって大慌てした思い出がある。この時使われたプロトコルは、20mg/平米を週3−4回投与するものだったと思う。治験が先行していたアメリカでの結果をうけて中止が決まったのだが、今日紹介する米国Taussig癌研究所からの論文はこのデシタビン使用量をさらに落とすことで、より高い効果が得られるという驚くべき結果を示す研究だ。タイトルは、「Evaluation of  noncytotoxic DNMT1-depleting therapy in patients with myelodysplastic syndromes (MDS患者に対する非細胞障害性DNMT1除去療法を検証する)」で、1月26日号のJournal of Clinical Investigationに掲載されている。治験という観点からはさじ加減が多く、対照群はなく、予備的実験と位置付けたほうがいい。ただ考え方ははっきりしている。デシタビンの用量を細胞障害性のないところまで落として、長期に使えば、DNAメチル化に対する効果だけが得られるはずだと考えている。このため、これまでよりはるかに少ない用量、0.1-0.2mg/kg(3.5-7mg/平米)を週2日だけ毎週皮下に投与するプロトコルだ。実際には、患者さんの状態に合わせていろいろさじ加減を行っている。ただこの量だと、80歳を越す高齢者でも吐き気もなく、長い人では161週、ほぼ3年にわたって同じ治療を続けている。効果だが、43%に効果がみられ、そのうち4例で完全寛解が見られている。また、効果がなかったグループも36%で病気の進行が抑えられている。また、これまで予後因子として知られていた分子マーカーの発現に関わらず効果がある。ただ、完全寛解のグループでもデシタビンを中止すると再発するので、薬剤を飲み続ける必要があると言う問題はあるが、安い、副作用が少ない、効果がある、長期に続けられるという良い事づくめの結果だ。多くの患者さんに光が差したと思う。現役の時調べたいと思ったのは、まさにこの状態だった。なぜゲノム全体のメチル化を低下させるとMDSの異常が治るのか?残念ながら、私自身は参加できないが、ぜひ詳しい解析が進むことを願う。この結果、ガンのエピジェネティックスだけでなく、正常造血を理解する鍵も得られること間違いないと期待している。

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1月28日:乾きのメカニズム(Natureオンライン版掲載論文)

2015年1月28日
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これまで何回も紹介した、光を使って特定の脳細胞を刺激することを可能にした光遺伝学によって、生理学と解剖学の統合は全く新しいレベルに到達したようだ。研究を見ていると、特に行動や情動に関わる神経について、これまで証明が難しかったことが、続々わかってきたという印象を受ける。今日紹介するコロンビア大学からの論文は、渇きの感覚に応じて水を飲むという行動に関わる神経細胞の特定を光遺伝学で行った研究で、Natureオンライン版に掲載された。タイトルは「Thirst driving and suppressing signals encoded by distinct neural populations in the brain (渇きを誘導するシグナルと抑制するシグナルは脳の異なる細胞によって調節されている)」だ。この手法を使う研究は、まず調べたい過程に関わる神経の特定、その細胞特異的分子マーカーの特定、分子マーカー遺伝子座の操作、そして光を当てた時の行動観察と続く。この研究ではまず、渇きに反応する神経領域CVO(脳室周囲にある神経器官)のうちで渇きに反応する神経を特定し、その神経がCamKIIという分子を発現することを特定している。次に、このCamKII遺伝子座にCreという遺伝子を導入する。最後に、CVOをめがけて光に反応してチャネルが開くチャンネルロドプシン遺伝子をアデノウィルスベクターで注入すると、Creを発現している細胞だけでチャンネルロドプシンが発現し、光を当てると興奮するようになる。さて、こうして用意したマウスは、光を当てると、渇きとは無関係に水を飲む。なんと、体重の8%ぐらいは平気で飲むようになる。ところが、液体だったらなんでも飲むわけではない。水とは違う苦みや蜂蜜には光を当てても飛びつかない。また、水の中に強い苦みや濃い濃度の食塩が入っていると水と区別して飲まない。したがって、この神経が刺激されると、ともかく水に近いものを選択的に飲むようになる。この研究では、CamKII陽性細胞以外に、同じ領域に渇きで活性化される2種類の神経細胞を特定している。一つは、ETV-1遺伝子を発現しており、もう一つはVgat分子を発現している。この神経の機能を調べるため、今度はそれぞれの細胞にCreを導入して、そこにチャンネルロドプシンベクターを注入して、反応を調べた。このうちETV-1の発現はCamKIIと重なっており、この細胞を刺激してもマウスは水を飲むので、渇きに刺激される水を飲む行動を調節するのはETV-1/CamKII陽性細胞であると結論している。一方Vgat細胞を刺激すると、今度は水を飲む行動が極端に抑制される。しかし、塩や砂糖に対しては普通に反応するので、この神経は渇きに反応して、その感覚を抑える働きがあるのだろうと結論している。もちろんこの研究で私たちの渇きの全てがわかったわけではない。実際、水だけを選んで飲むというのはかなり複雑な反応だ。イオン濃度のセンサーから、行動開始、行動終了までまだまだ複雑な回路が想定される。しかし、光遺伝学はこの回路を全て明らかにするだろうと期待させるテクノロジーだ。だたもう少しすると大型動物、そしてヒトに応用した論文が出そうな気がする。今から身構えつつ期待しよう。

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1月27日:大きな勘違い(1月29日号Cell誌掲載論文)

2015年1月27日
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もっとも古くから知られているリン酸化酵素の一つにPKCがある。神戸大学の西塚・高井らによって精製されて以降、おそらく何千もの論文がこの分子について発表されたはずだ。このため、私たちはPKCのことならなんでもわかっていると思ってしまう。特にガンについては発がんプロモーターとして知られたフォルボルエステルがPKCを活性化することから、PKCはガンの増殖を促進するという常識が確立する。その後ガンのゲノム研究が進み、多くのガンでPKCの突然変異が発見された。これを見て私たちは「なるほど、PKCが突然変異を起こすと、多くのリン酸化酵素と同じでガン遺伝子として働くのか」と納得してしまう。幸い科学では、こんな時ドグマが本当かどうか確かめようとする疑い深い人が必ず現れる。今日紹介するカリフォルニア大学サンディエゴ校からの論文は、常識は疑えという教えを地で行く研究で、1月29日豪のCell誌に掲載された。当然だと思う。タイトルは「Cancer-associated protein kinase C mutations reveal kinase’s role as tumor supperssor(ガンで見られるPKC 突然変異はPKCによるリン酸化がガン抑制に働いていることを明らかにした)」だ。常識といったが、遺伝子導入でガンができる一部のPKC(9種類の異なるPKCが存在する)を除いては、本当にPKCが発ガン遺伝子として働いているのかは明確ではなかったようだ。そこでこの研究では初心に戻って、様々なガンで同定されたPKCの突然変異が、実際にPKC活性を亢進させているのかどうか生化学的に調べるところから始めている。PKCの様々な場所に見つかった突然変異のPKC活性への影響を全部で46種類調べたところ、驚くことに、全て活性化ではなく、機能が消失、あるいは低下している突然変異であることがわかった。さらに、がん細胞を使った細胞レベルの実験から、PKCの活性が低下するとがん細胞の増殖が亢進し、逆にPKCの活性が亢進するとガンの増殖が抑制されることを示している。すなわち、PKCは予想に反してガン遺伝子ではなく、ガン抑制遺伝子として重要な役割を演じていることが明らかにされたことになる。論文で明確に示されているのはこれだけで、PKCがガン抑制遺伝子として働くメカニズムについては幾つかの可能性が示されるにとどまっている。例えば発ガンと密接に関わることが明らかなp53の活性をWTというタンパク質を通して高めることでガンを抑制する可能性や、KRASガン遺伝子の活性をリン酸化を通して直接抑える可能性だ。実際p53やrasの突然変異が、PKC機能が低下するガンで多いことなど、様々な説得材料が示されると、なるほど常識は間違っていたと納得する。この結果を知った上で、ガンに対してPKC阻害剤の治験が行われ、散々な結果だったことを聞くと、特に患者さんに使うときにはなんでも疑ってかかることの大事さを再認識した。重要な論文だと思う。

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1月26日:知り合いの声:直感を検証する(1月23日号Neurorehabilitation and neural repair誌掲載論文)

2015年1月26日
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交通事故で意識を失った子供に毎日お母さんが話しかけているうちに、ある時意識を取り戻すというのはドラマの定番だ。直感的には話しかけると脳が刺激されて、意識の回復が早まりそうなきがする。しかし、本当に話しかけることの効果があるのかを調べるためには、科学的検証が必要だ。今日紹介するノースウェスタン大学からの論文は、これに挑んだ研究で1月23日号のNeuro-rehabilitation and neural repair誌に掲載された。タイトルは「Placebo-controlled trial of familiar auditory sensory training for acute severe traumatic brain injury:A preliminary report(知り合いの声によるトレーニングの脳外傷への影響をプラシーボ群と比較する:予備的研究)」だ。研究では、脳外傷で回復見込みがあるが、植物状態、あるいは意識障害の患者さんを無作為に2群に分け、片方にはヘッドフォンで知り合いの声、コントロールには何も聞かさないで、意識の回復を見ている。もちろん耳が聞こえているなど基本的な検査をしているので、最初50人からスタートして、最後までフォローできた人は実験群4名、コントロール5名に減っている。そのため、統計的に有意差かどうかが明確でないため、予備的研究とタイトルに明記している。さて、聞かせた声だが、患者さんのよく知っている人に、患者さんとの共通の経験を10分程度話してもらい、それを録音する。そのテープを1日4回、ノイズキャンセリングがついたヘッドフォンで6週間続けて聞かせた後、意識状態検査、および機能的MRIによる様々な音刺激に対する反応を検査し、回復状態を調べている。まず驚くのは、知り合いの声を聞かせた患者さんは全て意識が回復したが、コントロールでは5名中1名だけしか回復していない。次に、CNCと呼ばれる意識レベルのテストでも治療開始後2週ぐらいから意識レベルが回復する。最後に機能的MRI検査でも聴覚を通した認知機能が回復している。残念ながら、患者さんの数から考えると統計的には何も言えないようだが、私たちの直感に即した治療で、副作用もあるとは思えない。ぜひどんどん試したらと思う、清々しい研究だ。ただ一つ気になったのは、コントロール群の患者さんの家族もまた、普通の時間にはいろんな語りかけをしたのではないかと想像する。こういう研究は、最終的には統計的有意差を追求するより、結果を積み重ねるほうが理にかなっているような気がする。今後何を聞かせるか、誰の声で聞かせるかなど、調べたいことは多い。

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1月25日:気候と言語(アメリカアカデミー紀要オンライン版掲載論文)

2015年1月25日
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無生物から生命が誕生する過程と同じく、言語の発生は間違いなく21世紀科学の最重要課題だ。ただ、この問題は短い論文で切り込めるほど簡単ではなさそうで、私のような分野外の人間の目に触れるようになる論文は、どうしても生理学的視点から言語を調べている研究が多い。特に、言語成立と複雑な音声を可能にする発生のための解剖学的構造は研究が進んでいる。今日紹介するマイアミ大学を中心に、ドイツ、オランダが参加した共同論文もそんな例でアメリカアカデミー紀要オンライン版に掲載された。「Climate, vocal folds and tonal languagees: connecting the physiological and geographic dots (気候、声帯、声調言語:生理学と地理学のデータを結合させる)」という興味を引くタイトルで思わず読んでしまった。現在実際に使われている言語の地理学は政治や民族の移動に影響されることが多く、気候の影響を受けることはないとされている。とはいえ私の直感でも、気候は確かに影響があると思う。同じラテン語系のオペラでも、口を大きく開けられるイタリア語と比べて口を閉じたように話すフランス語の歌は歌いにくいのではと思う。また、英国英語のほうが米国の英語と比べて明らかに口の開け方が少ない。おそらく寒いほど口を開けない言語になるのだろうと勝手に思っていた。この研究では気候、特に湿気と言語の関連を調べている。タイトルの声調言語(Tonal languagee)とは中国語の四声のように、音の調子を使って単語を区別する言語で、中国語以外にもタイ語など東南アジアの言語はこれに属している。まずこのグループは文献調査を中心に、声調言語のような微妙な音の高低の使い分けには声帯が常に湿っていることが重要であると結論している。その上で、ドイツマックスプランク研究所が収集した世界の言語地図に、複雑な声調を使うかどうかを重ね合わせ、複雑な声調言語のほとんどが高温多湿地帯に分布していることを示している。実際、声調の複雑と湿度が相関することや、モンテカルロ法を使ったシミュレーションで温度と湿度との相関を検証して、彼らの仮説の確かさを確認している。これらの結果から、声調言語は多湿でないと維持できないとい事、低温地区でも空気が乾燥しているため、複雑な声調言語の可能性は少ないなどの結論を引き出している。内容はこれだけだが、この論文を読むと声調言語が中国、東南アジアだけではなく、インドネシア、カシミール地区、そしてサハラ以南のアフリカに集積していることがわかり、物知りになる。その多くは消滅の危機にあるだろう。これを集め、データベースを作っているマックスプランク研究所にも敬意を抱く。しかし、声調言語がこれほど気候に影響されるとすると、地球温暖化の影響で言語がどう変わっていくかも今後は面白いテーマになるように感じた。中国語の未来を予想するのもまた言語生理学の使命だろう。

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1月24日 DNAメチル化の調節(Nature オンライン版掲載論文)

2015年1月24日
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一般の人の興味を引くことはないテーマだが、ガン研究や生活習慣病の分野ではDNAのメチル化の重要性が広く理解されるようになってきた。これは、ゲノム全体にわたってDNAメチル化の状態を知ることができるようになり、重要な遺伝子の発現調節がメチル化の違いで狂わされていることが明らかになってきたからだ。ただ、膨大なゲノムに広く分布するメチル化部位を調節し、また維持しているメカニズムについてはわかっていないことが多い。DNMT1, DNMT3a,  DNMT3bがDNAを直接メチル化する酵素で、DNA複製時にすでに確立したメチル化部位を正確に新しく出来るDNA鎖に写し取っていくDNMT1についてはメカニズムも分かっているが、他の2つの酵素についてはわからないことが多かった(少なくとも私の頭の中での整理はついていなかった)。その意味で、今日紹介するスイス・バーゼルにあるフリードリッヒ・ミーシャー研究所からの論文は私の頭の整理には大変役立つ研究で、Natureオンライン版に掲載された。タイトルは「Genomic profiling of DNA methyltransferases reveals a role for DNMT3b in genic methylation (DNAメチル化酵素の結合部位のプロフィルの解析により遺伝子メチル化でのDNMT3bの役割が見えてくる)」だ。この研究の鍵は、DNMT3bなどのメチル化酵素が結合しているゲノム上の領域を解析できるようにしたことだろう。もちろん酵素をDNAに結合した状態で回収して、結合部分を特定する方法(Chip法と呼ばれている)はすでに広く普及しており、現役時代は私の研究室でも普通に行っていた。その意味で、どうしてDNMT3bの結合部位の解析が行われていなかったのか不思議だが様々なテクニカルな問題があったのだろうと想像する。この研究では、DNMT3bや他の遺伝子に標識をつけた細胞を使って、これらの分子が結合しているゲノム領域が調べられるようにしている。得られたプロファイルは他の分子の結合プロフィルと比べると、ピークがぼけていて、確かに解析は難しそうだ。そこをなんとか判読することができるようにするのは大変だったと思う。幸い、理研発生再生総合研究センターの岡野さんたちが樹立した全ての酵素が欠損したES細胞をコントロールとして用い、その細胞にDNMT3bだけを戻す実験から、DNMT3bの結合部位をよりはっきりと確かめることができている。このような道具を組み合わせて得られた結論をまとめると次のようになる。1)DNMT3bとDNMT2aの結合部位は異なっている、2)DNMT3bは転写が活発な部位に結合する、3)しかしプロモーターやエンハンサーなどの転写の中心には結合しない、4)DNMT3bはH3K36me3(36番目のリジンがメチル化されたヒストン)に結合してその近くをメチル化する、5)こうしてメチル化される部位はgene bodyと呼ばれる遺伝子が転写されている場所に集中している。もし結論が正しければ、頭がすっきりして新しい想像が湧いてくる研究だと思った。少し専門的になるが、例えばこのgene bodyのメチル化はRNAを切り張りするスプライシングに関わるのではないかと想像されている。とすると、多くのガンで、RNAスプライスに関わる分子の異常が見られることとも関係するのかもしれない。バラバラだった現象が徐々に一つの話にまとまっていく気分が味わえる論文だった。ただ、プロファイリングの解釈は恣意的過ぎるかもしれないという懸念はある。それでも私としては、一つの視点が得られることで十分だ。バラバラで整理されずに現象が散らばっているより、ずっとましだ。

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