2024-05-18

宇宙と微生物: 未知の結びつき byM山先生

本日はわたしも自身の少し実験で扱ってる菌について説明させていただこうかなと思います。

私が扱う菌は極限環境微生物です。極限環境微生物というのは、たとえば高温(100℃以上の火山の中)や低温

(-80℃以上の氷の中)や、人間には毒になる紫外線や、活性酸素にも耐性を持つ菌です。

私たち人間は、このような極限環境とよばれる場所にいくと想像通り生きていくことができませんが中には進化の過程で耐性を手に入れ、誰も(敵が)来ないような場所でひっそりと生きているものもいるということです。

私が普段塾にいない時は極限環境に住む生き物を育てて(培養して)います。

数年前に有名になったクマムシなんかも極限環境で生存可能な生物の一種ですね。

クマムシを用いた実験はISS上で行われ、生存したことでも有名ですがクマムシは傷ついたDNAを修復する力が極めて優れています。

同時にイカの赤ちゃんを打ち上げたことでも話題になったことが印象的でした。

ISSが運用を2030年をめどに運用終了となっていることも昨今中学入試の時事問で宇宙が頻繁に問われる一因にもなってます。

また、極限環境に関してはあまり出てきませんが、はやぶさ2が持ち帰ったサンプルにアミノ酸が含まれてることも宇宙に関しての微生物が問われる要因となってると思います。

極限環境微生物と少しズレた締めくくりとなりますが、入試近くなったら一緒に時事問題をお勉強できるのを楽しみにしています。

大人の事情で詳しいことは秘密ですが、培養した菌の写真を貼っておきますね。

2024-05-17

未来を拓くiPS細胞の可能性by 北澤先生

昨今、中学受験の時事問題にも度々登場するiPS細胞について、普段からiPS細胞を扱っている僕から説明させていただきます。

iPS細胞とはinduced pluripotent stem cellsの頭文字をとって名付けられ、日本語では人工多能性幹細胞と呼ばれています。

体細胞へOct3/4・Sox2・Klf4・c-Mycという4遺伝子(発見者の名から山中因子とも)を導入することで、既に役割が決まっている(生物学的には分化しているという)細胞を初期化し、多くの細胞になることができる万能性を持たせた細胞であり、2006年に山中伸弥先生率いる京都大学の研究グループにより作られました。

従来の生物学において、高等生物では受精卵以外にこのような万能性をもたないが、ES細胞に代表されるように一定条件の培養下では全ての細胞になり得る能力を持つ細胞が存在することは分かっていました。しかしES細胞は本来個体まで成長するはずの胚からしか得ることが出来ず、倫理的な問題によりその作成や実験には厳しい制約が課されていました。このような点からも皮膚や血液といったありふれた細胞から万能性を持つ細胞を作り出せるこの発見は大変な驚きを以て迎えられました。

生物学の研究で良く用いられるCHO細胞(チャイニーズハムスターの卵巣細胞)に比べ、iPS細胞の培養ではひと手間加える必要があります。iPS細胞は寂しがり(？)なので細胞をバラバラにすると細胞死を起こします。そのためROCK阻害剤という細胞死を抑制する薬剤を添加する必要があります。また、寝床を用意してやる必要もあるため、足場となるタンパク質で培養プレートをコーティングするのも不可欠です。

それでも昔に比べればiPS細胞の培養は遥かに簡単になっています。

iPS細胞はその万能性から再生医療への応用が期待されていますが、僕が行っている研究ではこれをガンの治療に応用しようと考えています。詳しいことは大人の事情で言えないのですが、iPS細胞と染色体工学(これはまたの機会にお話します)を組み合わせ、外科・放射線・薬物治療に続く第4のガン治療の実現を目指しています。ジャングルジム生徒諸君の中から、未来の生物学研究者が誕生することを密かに祈っています。