【藤原晴彦（ふじわら・はるひこ）＠東京大学大学院 新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻 適応分子機構学研究室】

　研究：昆虫分子生物学
　著書：『昆虫の生化学・分子生物学』（名古屋大学出版会）分担執筆
　　　　『無脊椎動物のホルモン』（学会出版センター）分担執筆
　　　　『昆虫から学ぶ生きる知恵』（クバプロ）分担執筆
　　　　『ミクロスコピア』１９９９年４号、２０００年１号、２号
　　　　『よくわかる生化学』（サイエンス社）

○昆虫の変態・擬態などの分子メカニズムを探索している藤原晴彦さんのお話をお送りします。昆虫の模様の研究の話から昆虫の染色体の話など、他ではあまり読めないお話です。お楽しみ下さい。（編集部）

■ええ。

[02: カイコの模様と断片染色体]

■カイコの原生種は「クワコ」という虫だと言われています。桑畑にいるからクワコっていうんですけどね。その虫は全身が黒っぽくて「眼状紋」つまり目玉模様があるんです。これは、そこを目玉と思わせるための擬態ではないかと考えられています。
　また、クワコの幼虫は首をもたげて静止する行動をとります。それは「枝型擬態」といって、黒っぽい桑の枝に似せている行動だと考えられています。つまりカイコももともとは、そういう擬態模様や行動を持っていたということです。

○現在のカイコには？

■カイコは２０００年以上にわたって人に飼われて家畜化されてますから、色もすっかり白くなって野性味がなくなってます（笑）。
　ふつうの農家で飼われているのは「姫蚕（ひめこ）」あるいは「形蚕（かたこ）」と呼ばれるものです。姫蚕は真っ白ですが、形蚕の背中には斑紋があります。眼状紋や半月型の模様です。
　またそれ以外にもそれぞれの体節に黒い模様がの「黒縞」、シマウマみたいに細い縞のある「虎蚕（とらこ）」などの斑紋変異系統が知られています。

○虎蚕ですか。名前は格好いいなあ。

■それで擬態ですが、私はこの模様のメカニズムを解明することが擬態メカニズム解明に繋がるのではないかと考えたわけです。よく、蝶の翅（ハネ）にある目玉模様は鳥を威嚇できるとかいうでしょ。しかしながらそれが本当かどうかはなかなか見極めにくい。また、どんな遺伝子が働いて模様や色が形作られ、さらに進化の途上で選択されてきたのかはほとんど研究されてないんです。

○それでカイコの紋様をターゲットに選んだということですか。

■そうです。カイコのミュータントに、模様の遺伝子がのった、しかもその染色体が断片になったものがいるんです。「マダラ黒縞」というんですが、もともとは、黒縞にＸ線を照射して突然変異を引き起こして作った品種です。４０年くらい前に。

○昔はそういう研究が流行ってたそうですね。今でも植物などではせっせと行われているようですが。
　マダラと黒縞は、どこが違うんですか。

■黒縞というのは体節が黒いんですけど、その一部がポツポツと抜けたように白くなってるんです。つまり、モザイク状になってる。

○ははあ、なるほど。つまりその抜けた部分では、黒縞というか、体表を黒くする遺伝子が変異している、あるいは欠落してるということですか。

■そうです。その場所は分かってまして、第２染色体のｐという遺伝子座だと考えられています。そこには他の種類の斑紋変異の原因もあると考えられてまして、つまりｐ遺伝子が変異を起こすと体表に様々な紋様が現れると、そういうことだと思われます。

○なるほど。

■それでマダラ黒縞ですが、マダラになるのは第二染色体のｐ遺伝子座がＸ線によって引きちぎられて、その結果、「ミニ染色体」ができる。ところがそれが発生の途中で抜け落ちてしまう、それでマダラになるんじゃないかと考えました。つまり染色体の断片ができちゃうわけです。それでその断片になった染色体から模様の遺伝子を取ってこれるんじゃないかと、何年かかなり努力したんですが−−これは１０年くらい前の仕事なんですけどね、なかなか難しいと分かってきまして。
　我々も論文書いてメシを食わなくちゃいけないという部分がありますので（笑）、これは染色体の仕事としても面白いんじゃないかと。断片になった奴が抜けてモザイク状の模様ができるという現象は、普通の染色体よりもその断片の染色体が不安定な、何か要因があるんじゃないかと。

○ええ。

■ちょうどヒトのテロメアの配列が１９９０年くらいに分かったときにそういうアイデアを思いついたんです。そうするとこの断片の染色体、「断片染色体」っていうのがテロメアの研究に非常に向いてるんじゃないかと。つまり一挙両得を考えたわけです。断片染色体から模様の遺伝子を取って擬態の研究に繋げられるし、これを使えばテロメアの研究にも繋がると。
　だから「擬態、変態、染色体」の根元は、同じだったんです。けど最近は、かなり、院生とかが個々に別々にやってるので、繋がりがないような形にはなってますね。

○うん。でも多分そういう繋がりなんだろうなと思ってお話をお伺いに来ました。
　そもそも、断片染色体、ミニ染色体というものができるということ自体も不思議に思えました。

■ええ。普通、動原体っていうのは染色体に一個しかないですよね。ところが生物全体をみると、動原体が分散しているというタイプのものがいる。たとえばこういう鱗翅目昆虫とか、有名なものだと線虫ですね。C elegansとか。動原体自体の機能や構造はまだあんまりよく分かってないんですけど、さらにそういう、動原体が染色体上にいくつもあるというのはどういうことなのかが非常に面白いですよね。

○ええ。

■もともとこのミニ染色体をやるときに、これ、単独で行動しているということは動原体がちゃんと含まれていて、おそらく、切れた残りも、おそらくちゃんと機能していると言われていたんですね。だからつまり、テロメアの研究をやってるんですが、そのちょっと前は、セントロメアつまり動原体をやりたいなと思っていたんです。

○なるほど。

■ミニ染色体自体に色んな謎が隠されているので、僕らとしてはかなりこの仕事に労力を投入してきたということです。仰るとおり、僕自身もすごく興味があるんです。

○他の動物、昆虫でもミニ染色体ができるという現象は観察されているんですか。

■かつては放射線生物学が盛んだった時代でしたよね。何十年か前ですが。その頃には放射線をあてるとこういうのが出来ると言われていたんですが、いまはあんまりそういうことはやられてないですね。ですから、こういうのが自然の状態でできるかというとよく分からない。
　ただ培養細胞を作るときに、染色体がバラバラになっても細胞としては維持されるということは言われているので、起こっているかもしれない。

○話がいきなり飛んでしまいますが、生物が進化するときに、染色体の本数が変わったりしますよね……。

■ええ、ええ。僕自身は関わっているんじゃないかと思ってます。チョウなんかで言われているのはですね、かなり近い種でも、染色体の本数は変わっていると。結構高等だと言われるようなチョウになると染色体が増えている。
　色々な要因があるのかもしれないけども、動原体が分散しているということで、切れても、鱗翅目昆虫だと、ある程度安定に維持されるのかもしれない。
　そうすると、おそらく染色体が分離してしばらく経つと、種の隔離っていうんですかね、減数分裂段階で染色体が変わっちゃった奴が隔離されるかもしれないから……。ある程度、染色体数の増減に関わっているのかもしれない。ひょっとしたら。

○染色体の、物としての染色体の安定性そのものなどの研究もこれで？

■まあ、ある程度はターゲットにはしてましたね。

[03: なぜ断片になった染色体にテロメアがつくのか？]

○そもそも、放射線その他で染色体がブツっと切れるのは分かるんですけども、そこになんでテロメアがくっつくんですか。

■えっと、それは結構難しい問題ですね（笑）。ふつうよく言われているのは、ヒトなんかでもそうなんじゃないかと言われてるんですが、切れて、動原体がなかったらそのままなくなっちゃうんだけど、動原体があるほうの染色体は、テロメラーゼである程度修復される可能性が残っていると。だからテロメラーゼがオンになっている状態だと自動的に修復される可能性はありますね。

○あ、じゃあ、端っこだと認識されれば、勝手にテロメアがテロメラーゼでペタペタ付けられていくということですか。

■ええ、そういうケースもあるだろうと。

○でもテロメラーゼがテロメアを修復するときって、端っこのテロメアをもとにしてそこから修復していくのでは？

■ええ、基本的にはそうだと言われているんですけど、徐々に短くなっていって、あるときにテロメア反復配列に近いものが出現したら、そこにテロメラーゼは機能する、ということはあるかもしれない。
　昆虫の場合はTTAGGっていう連続になっているんですが、TTAGGじゃなきゃテロメラーゼは認識できないということではないかもしれない。
　実際に断片染色体の端を調べてみたんですが、テロメア反復配列はちゃんと付いているんです。切れたはずなのに付いてるっていうことは、切れたところに何らかの形でテロメア反復配列がくっついちゃったと。

○ふーん……。

[04: 昆虫にはテロメアーゼをもたないものがいる]

■もうすこしテロメアの話について補足しておくとですね、テロメア自体の研究はヒトとかで盛んにやられているんです。

○ええ。

○次号へ続く…。

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◇『未来　東京大学公開講座74』（東京大学出版会）
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◇毎日　官庁は「文系王国」理系官僚の６割が「人事に不満」
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◇BizTech　米IBMと米エネルギー省、グリッド・コンピューティング計画を発表
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◇BizTech　産総研とマツダ、高い水素吸蔵能力を持つ新合金を開発
http://biztech.nikkeibp.co.jp/wcs/show/leaf?CID=onair/biztech/mech/176331

◇BizTech　ダノン、腸管通過を正常化するヨーグルト発売
http://biztech.nikkeibp.co.jp/wcs/show/leaf?CID=onair/biztech/medi/176390

◇CNET グーグルが分散コンピューティングを開始
http://japan.cnet.com/Enterprise/News/2002/Item/020325-1.html

◇HotWIERD 世界の核物質の所在がわかるデータベース
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20020325203.html

◇HotWIERD 高校生が小麦を使った環境浄化で科学賞を受賞
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◇HotWIERD 言葉や音に色が見える――共感覚の世界
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20020325306.html

◇HotWIERD 米国で人気の移動式円形住居、パオ
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◇HotWired　さまざまな応用が期待される「インテリジェント・ポリマー
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20020320301.html

◇ZDNet　PDA組込型試作機も登場――凸版印刷の電子ペーパー
http://www.zdnet.co.jp/mobile/0203/20/n_toppan.html

◇ZDNet　グリッドコンピューティングとオープンスタンダードの融和
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◇三洋電機がロボット事業へ参入　テムザックと4足歩行型ユーティリティーロボットを共同開発
http://www.sanyo.co.jp/koho/hypertext4/0203news-j/0325-1.html

◇朝日　４足歩行型ロボット販売へ　三洋電機が０３年から
http://www.asahi.com/business/update/0325/015.html

◇毎日　監視用4足歩行型ロボット開発　三洋電機など
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200203/25/1.html

◇毎日　松下電器、掃除ロボットの試作機を発表
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200203/25/2.html

◇毎日　米IBMなど、「科学用グリッド」構築前倒しへ
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200203/25/5.html

◇朝日　ヤコブ病訴訟、和解確認書に調印　国と企業が「おわび」
http://www.asahi.com/national/update/0325/013.html

◇朝日　一植物から最多の遺伝子１万４６００個を抽出　理研
http://www.asahi.com/science/news/K2002032200280.html

◇産経　吹き掛けるだけ、花が倍に
http://www.sankei.co.jp/news/020323/0323kei059.htm

◇NASDA　高速飛行実証(その1)の進捗状況について
http://yyy.tksc.nasda.go.jp/Home/Press/j/2002/200203/hsfd_020320_j.html

◇NASDA　先導的基幹プログラムのコンセプト- 宇宙への「しきい」を下げる -easy access to space
http://yyy.tksc.nasda.go.jp/Home/Press/j/2002/200203/eas_020320_j.html

◇KEK　放射光発生20周年 〜夢の光の工場フォトンファクトリー〜
http://www.kek.jp/newskek/2002/pf20th.html

◇KEK　測定器内の素粒子の動きを再現〜Geant4ユーザー研究会から〜
http://www.kek.jp/newskek/2002/G4UserGroup.html

◇毎日・理系白書。　【５】チャンスをつかめ ◇「流動化」社会へ一歩ずつ
http://www.mainichi.co.jp/eye/feature/details/science/hakusyo/02/05.html

◇日経ネット　ＮＴＴドコモ、「読唇携帯電話」開発
http://www.nikkei.co.jp/news/main/20020322CTTI017221.html

◇日経ネット　消費電力500分の１の電子表示装置、ブリヂストン開発
http://it.nikkei.co.jp/it/top/topCh.cfm?id=20020319j353j000_19

◇星野力氏　計測自動制御学会誌 「計測と制御」第41巻 第3号 （2002年3月）一般解説　ＳＦの中の科学技術
http://www1.accsnet.ne.jp/~thoshino/SinSF.htm

◇朝日　作品賞に「ビューティフル・マインド」　アカデミー賞
http://www.asahi.com/culture/update/0325/002.html

◇科学技術者のための総合リソースガイド・NetScience
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