・出展；国立環境研究所
http://www.nies.go.jp/index-j.html
【環境問題基礎知識】
酵母アッセイで環境を測る
－環境試料や化学物質からの受容体作用の検出－鎌田 亮
「コウボ？・・・酵母ってパンを焼いたり，お酒を造るときに入れる菌？」・・・まさにその酵母が化学物質による健康影響の研究や環境調査に役に立っているのです。
人類は生活の向上のために，これまでたくさんの化学物質を人工的に作り出してきました。
日本の産業界では，現在５万種類以上の化学物質が使われていて，毎年500～600種類ずつ増えていると言われています。
そして，意図的，あるいは非意図的に環境に送り出された化学物質は，人間自身の健康を害したり，野生生物の減少を招いたりしてきました。
では，個々の化学物質が人間や生物に対して害があるかどうかはどのようにして判断するのでしょうか？ 私達研究者は，実験動物や植物，生物由来の様々な材料（培養細胞，細菌，抗体や酵素等のタンパク質など）を使った試験法＝生物検定（bioassay，バイオアッセイ）によって有害性の評価を行います。
しかしながら，実験動物や植物を用いる試験法は，生物への化学物質の作用を直接的に検出することができますが，一般に試験期間が長く，多大なコストがかかり，動物愛護の点からも，多くの化学物質に安易に適用することはできません。
そのため，近年は動物試験の前段階に位置づけられる迅速で簡便な試験法の開発・実施に力が注がれるようになりました。それらの一つに各種の受容体遺伝子を導入した酵母を用いる検定法（酵母アッセイと略）があります。
酵母アッセイとは？
人間や動植物の遺伝子を人工的に組み込んでその能力を持たせた酵母菌を使って，化学物質の生物への作用とその強さを測定する方法です。
生物は，細胞間で情報を伝達するための微量物質（ホルモンや神経伝達物質など）を体内で合成し，必要に応じて放出して，標的となる細胞の受容体に結合させることで生理作用を発揮します。
人工的な化学物質がこの受容体への結合能力を持っていると，何らかの理由でそのような化学物質が体内へ侵入した場合，本来の情報伝達が上手く行えなくなり，生物に有害な影響を引き起こすと考えられます。
私達の研究室では，人間やメダカなどから得られた様々な受容体の遺伝子を組み込んだ酵母を使って，どのような化学物質がどのような受容体と結合して作用（活性）を示すのか，また，それらの活性物質がどのような環境（水や大気など）に存在するのか，を調べています。
代表的な例として，内分泌かく乱物質（いわゆる環境ホルモン）を調査研究する手法の一つとして，動物の女性ホルモン（エストロジェン）受容体の遺伝子を導入したエストロジェン受容体導入酵母アッセイがあります。
酵母アッセイのしくみを図１に簡単に説明しますと，酵母の細胞内には組み込まれた受容体の遺伝子から受容体が発現していて，
①受容体に作用するような化学物質が酵母に入ってくると，
②化学物質は受容体と結合し，
③受容体と化学物質の複合体は共役活性化因子（図１の注釈参照）とともにDNA上にある受容体の結合領域に結合して，
④転写装置によるDNAからRNAへの転写を開始させます。これにより，
⑤受容体結合領域の下流に組み込まれた酵素の遺伝子がmRNAへと転写され，酵素のタンパク質へと翻訳されます。
この翻訳された酵素の活性を測定することによって，化学物質の受容体への作用を検出することができ，測定される酵素活性の強弱は翻訳された酵素量を示しているので，受容体作用の強弱も判定することができます。
この受容体導入酵母を用いたアッセイ法は，生物試験や培養細胞を用いた方法と違い，飼育管理や煩雑な操作がないため迅速で簡便な試験法と言えます。
図１ 酵母アッセイの原理
注）受容体と転写装置の橋渡しをして遺伝子の転写を開始させる物質
