年始の1月5日(金)、日経産業新聞の10面に以下の内容の記事が載りました。
(Quote)
テクノトレンド
生きた細胞の中身観察 解像度一分子レベル 医薬品など開発に期待
...(前略)...生きた細胞の中身を一分子の解像度で観察する技術(in vivo 細胞一分子イメージング)が、今年のバイオで最もしのぎを削る先端分野となる。しかも、光学機器メーカー職人のおかげで日本が今のところ世界をリードしているのだ。
細胞の中をどんなたんぱく質が離合集散し、生命現象がつかさどられているのか--。二〇〇三年四月にヒトゲノム(人間の全遺伝子情報)が完全解読され、ヒトがどんなたんぱく質分子で構成されているかすべて明らかとなって以来、最先端バイオ研究者の頭脳を悩ませてきた疑問だ。
バイオ研究の最先端の現場は自動車に例えると、部品はそろったがどうやって組み立てれば早く安全に走る車になるかさっぱり分からない状態である。おまけにヒトの場合、生命現象を支配するたんぱく質の半数が機能すら不明だ。
研究者たちはDNA(デオキシリボ核酸)チップや質量分析装置で様々な細胞を解析し、トランスクリプトームやプロテオームといういわゆるオミックス(網羅的解析)によってたんぱく質の機能に迫ろうとしている。だが、膨大な情報がデータベースに日夜蓄積されるものの、これらを再構成して生命現象をコンピューター上で再現するシステム生物学の開発は始まったばかりだ。
...(中略)...生命現象を個々の分子からボトムアップに再構成することはまだ困難。こうした袋小路を打破する可能性ありと今年あつい注目を集めているのが in vivo 細胞一分子イメージングだ。
...(中略)...
理化学研究所免疫・アレルギー科学総合研究センターと国立遺伝学研究所が開発した in vivo 細胞一分子イメージング顕微鏡が生み出す画像を見ると誰もが、今まで考えていた細胞機能はきわめて静的な漫画に過ぎなかったことを思い知らされる。実際、この画像が定説を打ち破り免疫現象のトリガーがもっと早期に始まることを証明した。まさに「百聞は一見にしかず」だった。
さらに解像度を高め、観察可能なたんぱく質やシグナル伝達の種類を増やせれば、これはそのまま生命の分子システムを経時的に眺められることになる。まさに生命のダイナミックなシステムを俯瞰するトップダウンのシステム生物学そのものなのだ。
実際にはトップダウンとボトムアップのシステム生物学の知見が相互に貢献して、生命現象をシステムとして理解、操作可能となるだろう。これによって、新薬の開発や新しい機能性食品の探索、安全性の評価に加えて、微生物や植物の大規模な改良も論理的に設計することを期待できる。
...(中略)...細胞内の分子に斜めから絞り込んだレーザーを照射して観察する薄層斜光照明顕微鏡を、理研と国立遺伝研で研究する徳永万喜洋教授らが開発、免疫細胞の in vivo 細胞一分子イメージングの実現に成功した。「背景には余計な光を遮る光学フィルターの驚異的な進歩もある。日本企業のただ一人の匠が手仕事で作り上げたもの」と徳永氏は説明する。
...(後略)... (Unquote)
「生化学反応の連鎖を一分子レベルまで解析できるようになりつつある」と「遠い将来」シリーズで述べました。それは上述したようなことです。
もちろん、今後ながいなが~い年月をかけて実現していくのだと思いますが、一つ一つ着実に解析を進めていくことにより、植物体内で起こるあらゆる化学反応を解析し、植物体を論理的に設計できる時代が今始まりつつあるのだと私は考えています。
いずれ、望み通りに植物を設計できるようになるでしょう。
後述しますが、葉緑体の機能も含めて設計することにより、バイオマス生産量を大幅に増大させ、かつ生産したバイオマスを加工する自由度も大幅に上がるものと期待しています。
ちなみに、上の記事で言う「日本企業」は、私が調べた限り、どうやら浜松ホトニクス(株)のようです。