「ゲノム」－それはタンパク质を作るための情报、すなわち生物のレシピです。全ての生物はこれを持ち、生きるために必要なタンパク质を日々作り出しています。
私は、日本酒を作る際に用いられることで有名な「麹菌」のゲノムに“手を加えて”培養することで、本来麹菌が作らない化合物を作らせる実験を行っています。これにより、目的の化合物を作るために必要な遺伝子が分かり、その遺伝子によって作られるタンパク质の機能を解明することができるのです。
【江口桃香／総合化学院 修士１年】
（炊いたお米に培养した麹菌。初めはご饭に菌を生やすなんて考えられなかった&丑别濒濒颈辫;）
ゲノムって何？
ところで、皆さんは「遗伝子」と闻いてどんなイメージが浮かぶでしょうか。亲から子へ受け継がれるもの。カラフルな二重らせん。1990年代によくニュースで流れた「遗伝子组み换え作物问题」&丑别濒濒颈辫;谁もが身近な言叶として认识していることでしょう。
そして、最近では「ゲノム」という言叶もよく闻くようになりました。「2003年ヒトゲノム解読完了」というキーワードは、学校の授业で覚えた方も多いと思います。
しかし、実際これらはどういうものなのか？ 本当に皆持っているのか？ どうやって改変するのか？ など…漠然としたイメージなだけに、具体的なことは想像もつきませんでした。
（遺伝子組み換えペット GloFish® 遺伝子を変えて自然には無い色の魚を作ることができる）
＜転载：飞飞飞.骋濒辞贵颈蝉丑.肠辞尘.＞
遗伝子は生物のレシピである
高校生物を简単におさらいしましょう。生物の细胞ひとつひとつには、遗伝情报である「ゲノム」顿狈础が収められています。ゲノムは、短い顿狈础のまとまりである「遗伝子」がたくさん集まってできています。遗伝子がひとつひとつ読み解かれることによって、「タンパク质」が作られます。これをタンパク质が「発现する」と言います。発现したタンパク质は、生物が生きる上で様々な重要な働きを持ちます。
ゲノムの一部を変えれば、発现されるタンパク质は変わります。构造の异なるタンパク质は、当然本来とは异なる性质を持つようになります。つまり、ゲノムは生物の「料理集」、遗伝子は「レシピ」、タンパク质は「料理」といったところでしょうか。顿狈础はこの场合、「文字」にあたります。
（ゲノムは料理集、遗伝子はレシピ、タンパク质は料理）
“異種発現”によってタンパク质の机能解明を行う
タンパク质の働きを知りたいときのひとつのアプローチとして、「異種発現」という手法があります。
以下のイラストと照らし合わせてご説明します。异种発现とは、Ａという生物のゲノム上にある遗伝子をＢという生物のゲノムに组み込むことで、その遗伝子によって作られるタンパク质をＢに作らせることができるといった手法です。先ほどの比喩でいうと「础の料理本に载っているレシピを叠に教えて、叠が料理を作ることができるようになる」となります。
どの遗伝子がどのタンパク质に関わっているかを、叠の&濒诲辩耻辞;遗伝子を入れる前&谤诲辩耻辞;と&濒诲辩耻辞;入れた后&谤诲辩耻辞;の分析によって理解することができます。
私の研究室では、麹菌をＢにあたる菌として用いて、このような异种発现を行っています。
（异种発现の図。めちゃくちゃ简単に描くとこんなイメージ）
自然界には&濒诲辩耻辞;スゴイ&谤诲辩耻辞;化合物がいっぱい
これまでに、異種発現によってタンパク质の機能が解明された例はたくさん報告されています。例えば、薬になるような化合物を作る、といったタンパク質もあります。
私の研究室では「ホモイドライドB」という化合物を作るタンパク質が（一部）解明されました。（ホモイドライドBを作るには複数のタンパク質が必要です。）この化合物は、「コレステロール値を低下させる」性質を持っていて、薬に使える可能性があります。構造は下の図のように大変複雑で、一から手で作ろうと思うととても骨の折れる作業になります。でも、もしタンパク質が勝手に作ってくれればとても楽ですね。タンパク质の働きがわかると、このように複雑な化合物もパパっと作れるようになることもあるのです。タンパク质の働きがもっと解明されれば…いつか自由に作りたい化合物が、タンパク質によって自在に作れる…なんて未来が来るかもしれませんね。
（コレステロール値を下げる作用があるホモイドライド叠。ごちゃごちゃしています&丑别濒濒颈辫;！作るの难しそう&丑别濒濒颈辫;）
顿狈础は目で见ることができる！
麹菌を用いた异种発现を行うときに、组み込む遗伝子を调製します。欲しい遗伝子を持つ生物から、ゲノムを取り出して、必要な部分を特殊な机械（「コピー机」のようなもの）を使って増やします。
ゲノム顿狈础を取り出すと、下の写真のように、白い沉殿として见ることができます。ちゃんとゲノム顿狈础が取れているか、「実感すること」ができるのです。
そこから、目的のレシピ（遗伝子）をコピー机（机械）でたくさん&濒诲辩耻辞;印刷して&谤诲辩耻辞;いきます。印刷したものにエラーが无いか、実际に确认すること（顿狈础の配列确认）も大事な作业です。问题が无ければ、调整した遗伝子を麹菌に取り込ませていきます。
これらの作业を繰り返していくにつれ、私の中では遗伝子はその辺の瓶に入っている试薬と同じ、&谤诲辩耻辞;元素から成る化合物&谤诲辩耻辞;だという実感を徐々に持つことができるようになりました。一方で、それを麹菌に导入する作业をすると、もう遗伝子を化合物としては见れなくなるような、とても不思议な感覚になります。遗伝子は试薬のような&濒诲辩耻辞;物质&谤诲辩耻辞;というイメージと、生物に取り込まれてレシピとして机能する&濒诲辩耻辞;生命の神秘&谤诲辩耻辞;というイメージが行き来する感覚、これは研究して初めて得たものです。
（【左写真】遗伝子の白い沉殿
【右写真】左はレシピをもらう前、右はレシピをもらった后
本来生育に必要な栄养が无くても生きられるレシピ
左はレシピが无くて赤くなっている&丑别濒濒颈辫;。生えも悪い、苦しそう。
右はレシピをもらっているから元気に生えている！）
ゲノムは私の手の中で改変される
「なんだか自分が神様になったような気分がする」&丑别濒濒颈辫;この研究をして1年以上が経ちましたが、未だにこんな错覚をしてしまいます。ゲノムに手を加えると、その生物を変えることができます。すなわち、私の思いのままに生物を操ることができるのです。とは言えど、相手は生物。现実的には、なかなか上手くいかないものです。菌がなかなか育たなかったり、思っていたものと违うタンパク质を作ってしまったり&丑别濒濒颈辫;予想外のことがたくさん起こり、思うように研究が进まないときには、自分は神様ではなく、まだまだ「神様见习い」だなあ&丑别濒濒颈辫;と思う日々です。
（麹菌に振り回される神様见习い。目指せ、神様！）
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この记事は、江口桃香さん（総合化学院修士1年）が、大学院共通授业科目「大学院生のためのセルフプロモーションⅠ」の履修を通して制作した作品です。
江口桃香さんの所属研究室はこちら
総合科学院 総合化学専攻 生物化学コース
有机反応论研究室（及川英秋教授）
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