健康

2017年10月17日

現在の日本では寿命が80歳を超える人は珍しくない。神経細胞がそこまで長く使われるようになっていない。60年くらいとか、正確な数値はわからない。

「池上彰、岩崎博司、田口英樹著:
池上彰が聞いてわかった生命のしくみ、東工大で生命科学を学ぶ、朝日新聞出版、2016年9月」は面白い。「第3章:死ぬってどういうことですか」の「細胞がいつもりニューアルしているって本当ですか」「リニューアルしないまま一生使い続ける細胞はあるのですか」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.人間の細胞は昔は60兆個といわれていたが、最近は37兆個くらいとする見方がある。数十兆個の細胞は、細胞一つひとつを見ると、細胞はどこかが死んで、新しい細胞が生まれてきている。全体として数十兆個という数は変わらないけれども、細胞一つひとつはリニューアルされている。
2.そのようなしくみがある理由は、一つの細胞を何十年と使い続けているとマシンの不具合が出てくる。細胞のリニューアルは、マシンとしての部品交換である。タンパク質がナノマシンだとすれば、細胞はもう少し大きいマシン、個体が一番大きなマシンである。どんなマシンも、性能を維持するためには部品交換が欠かせないように、生命も細胞をリニューアルすることが必要である。見た目は変わっていなくても、細胞レベルではどんどん変わっている。
3.見た目に10年前の面影があっても、細胞は完全に生まれ変わっている。10年どころか、数カ月でほぼ一新される。そういうしくみだから、多細胞生物は長い寿命を獲得できた。それぞれの細胞がそのままだったら、細胞に不具合が生じて、あっという間に個体の寿命がくる。
4.細胞の中のタンパク質もどんどん壊され、新しく作られている。それができなくなったときに、個体としての死を迎える。それが死ぬ、ということである。年を取ると、細胞をリニューアルできない細胞や細胞内成分など、悪いものが溜まっていく。細胞のリニューアルよりも、細胞内のタンパク資のリサイクル(オートファジーやユビキチン・プロテアソーム系によるリサイクル)のほうが、頻繁に起きている。
5.細胞レベルのリニューアルと、タンパク質レベルのリサイクルの両方を考える必要がある。細胞を建物とすると、建物そのものを取り壊すことは時々あるけれども、内装のリフォームのほうはかなり頻繁に行われている。建物そのものが駄目になると、タンパク質のリサイクルである内部のリフォームをやろうにもできなくなる。
6.神経細胞は、基本的にリニューアルされない。神経細胞の中のタンパク質は常にリサイクルされている。何十年と使い続けることでいろいろな不具合が生じてくることはある。異常な形をしたタンパク質が蓄積するようになって、しかも分解できなくなる。それがアルツハイマー病などにつながる。細胞の中のリサイクルができなくなると、病気になりうる。長生きすることの弊害と考えることもできる。
7.現在の日本では寿命が80歳を超える人は珍しくない。本来の生物学的な寿命を超えている。神経細胞がそこまで長く使われるように準備されていない。たとえば、神経細胞は60年くらい使われれば十分とか、正確な数値はわからない。いろいろな科学技術の発展、医療の進歩によって長生きできるようになったけれども、神経細胞はリニューアルしようがない。そこでアルツハイマー病など、細胞のリニューアルまたはタンパク質のリサイクルの不具合による病気が新しく登場してしまった。
8.細胞ではないが、目でレンズとして機能している水晶体があるが、水晶体には「クリスタリン」というタンパク質があり、クリスタリンは作り替えられることがなく、一生同じものを使い続ける。クリスタリンの形が異常になってゆで卵のように凝集してしまい、レンズが濁ってしまったのが白内障である。年を取ると白内障になる人が増える。
9.白内障は、年齢が上がる発症率が高くなり、80歳以上になるとほぼすべての人が発症する。クリスタリンというタンパク質をリサイクルできないことを考えると、白内障は避けられない病気である。今は手術などで治療できるが、白内障になること自体は、長生きの代償でもある。
10.「長生きすること」と「病気にならない」はイコールにならない。人間は理論上120歳まで生きられると言われるが、細胞のリニューアルやタンパク質のリサイクルから考えると、60歳くらいから不具合が起きやすくなる。寿命がここまで延びたのはつい最近で、細胞のリニューアルやタンパク質のリサイクルが対応できるように急に進化したとは言えない。そのギャップが、加齢による病気となって現れているの。
11.仮に、神経細胞で不具合が起きなければ、それは進化になる。アルツハイマー病など神経に関係する病気、さらにはがんを克服したとしても、また別のところに不具合が生じてくるのは避けられない。人類が長生きしたいという究極の夢は、生物の進化の観点からすれば矛盾した夢である。
12.究極のリニューアルは世代交代、つまり子どもを生むということである。進化の観点、すなわち数10億年の生命の歴史の観点からすれば長生きは「おまけ」になる。哺乳類において一生の間に心臓は20億回脈打つという法則が成立する。人間の場合、心拍数を毎分80回とすると20億回を迎えるのは63歳ごろになる。


yuji5327 at 06:44 

2017年10月15日

日本では、がんが死亡原因の第1位だが、それは長生きできるようになった結果である。今まで人類が直面してこなかった、がんやアルツハイマー病などが目立ってきた。

「池上彰、岩崎博司、田口英樹著:
池上彰が聞いてわかった生命のしくみ、東工大で生命科学を学ぶ、朝日新聞出版、2016年9月」は面白い。「第3章:死ぬってどういうことですか」の「がん細胞ができるのはなぜですか」「細胞は増えるだけでなく減ることもあるのですか」「細胞が死ぬとはどういうことですか」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1. 一つの細胞としては死ぬものもあるが、制御なしに増え緕けているのががん細胞である。細胞レベルで見れば、ずっと生き続けるわけではない。細胞のリニューアルを考えたときに、古い細胞がなくなる分だけ、新しい細胞が補充される。全体の細胞の数はほとんど変わらない。
2.細胞を増やす遺伝子があり、普段は、その遺伝子がスイッチのオンとオフを切り替えて、細胞の数を一定に保つようにしている。スイッチを制御できる遺伝子に異常が起きると、スイッチがオンのままになってしい、細胞がどんどん増え続ける。それが悪性腫瘍、がんである。
3.細胞を増やそうとするスイッチもタンパク質である。制御に関しては、細胞の数だけではなくて、DNAの複製のときにも関係してくる。細胞分裂する前に、DNAは必ず2倍になる。2倍にならないまま細胞分裂はしないし、逆に4倍などにはならない。この制御が破綻して、DNAの量が変化したときにがん細胞になる。
4. 最近になって、がんの患者が増えている。昔は、がんになる前に死ぬ人がほとんどだった。長生きすると、細胞を維持するしくみが徐々に破綻してくる。日本では、がんが死亡原因の第1位だが、それは長生きできるようになった結果である。今まで人類が直面してこなかった病気、たとえばがんやアルツハイマー病などが目立ってきた。がんの専門医の中には「自分はがんで死のうと考えている」という人もいるが、がんになるまで長生きできたのはいいことだ、という考えである。
5.細胞のリニューアルで、人間は生きている間、見た目はほとんど変わらないのに細胞は次々と入れ替わっているが、細胞の中身は数カ月もすると全く別人になっている。次々と新しくしていかないと、人間は生きていけない。
6.細胞に「死になさい」という命令を出す「アボトーシス」と言われる現象がある。「自爆装置をもっている」と考えるほうがよい。細胞が不要になったときに、自分で死ぬためのしくみを備えている。最初から自爆装置をもっていることは必要なことである。たとえば、オタマジャクシの尻尾がなくなるのもアポトーシスである。カエルになったら不要になり、不要になった細胞をすぐに除去できるのは、アポトーシスという自爆装置がうまく機能するからである。
7.細胞が大きくダメージを受けたり、異常な形のタンパク質が溜まったりすると、細胞は何とかして修復しようする。修復できるレベルを超えてしまったと判断したときには、細胞を丸ごと破壊するという決断を下す。細胞やタンパク質が傷ついたとき以外にも、DNAに異常があったときにアボトーシスは起きる。そうしないと細胞の数を制御できなくなり、がんになる。がん細胞が生まれる前に除去しようというのが自爆装置であり、細胞自身がもっているしくみである。
8.細胞のリニューアルだけでなく、タンパク質のリサイクルも、部分的には死ぬものがあった上で全体として生き延びるためのシステムである。アボトーシスは、細胞の自爆装置、つまり死につながるしくみである。
9.細胞が死ぬ、あるいは個体が死ぬということは、外界からエネルギーを取り込んで、自分の中で機能するように変化させることができなくなった状態が細胞の死である。死んだ細胞をそのままにしておくと不都合なので、死んだ細胞を壊そうとするのがアポトーシスである。
10.細胞の3つの定義の1つである「代謝」ができなくなるということで、物質の取り込みも排出もできなくなった状態が.細胞の死である。細胞の定義である「境界」がなくなっても、細胞の死だと考える。
11.生きている細胞と死んでいる細胞を区別するときには、特別な色素を使う。生きている細胞は、その色素は不要ということで細胞内に入れないが、死んでいる細胞にはそのまま色素が入っていく。色素で染まった細胞は死んでいる、と見分ける。


yuji5327 at 06:34 

2017年10月13日

日本人は、生殖が終わっても50年以上生きる人も多い。平均寿命が30歳くらいの時代では問題にならなかった病気などは、どの生物も経験してこなかった。長寿はこれが問題になる。

「池上彰、岩崎博司、田口英樹著:
池上彰が聞いてわかった生命のしくみ、東工大で生命科学を学ぶ、朝日新聞出版、2016年9月」は面白い。「第3章:死ぬってどういうことですか」の「老化するとはどういうことですか」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.リニューアルなどをしていても、それを続けているとやがて老化というかたちで不具合が出てくる。酵母ですら細胞はいくらでも増えるわけではない。酵母は分裂すると、親の細胞(母細胞)と子どもの細胞(娘細胞)に分かれる。母細胞は30回ほど娘細胞を作ると死んでしまう。同じ細胞が生まれるわけではない。
2.娘細胞のほうは新しくなって、また30回ほど分裂できる能力をもつ。母細胞が不都合なものを全部受け持ち、娘細胞は新品で作ろうとする。母細胞には不都合なものがどんどん溜まり、ついに娘細胞を作ることができなくなるのが30回目あたりである。
3.寿命をもつことで新品を作り出すシステムができて、長い目で見れば生命全体として生き延びることができる。仮に、ダメージを受けた細胞が分裂するとき、同じものを作ったら、両方ともダメージを受けた状態のものができてしまう。それよりも、片方はダメージを受けたものを、もう片方は新しいものを作るほうがよい。ダメージを受けたほうが母細胞、つまり年を取ったほうで、新しいものが娘細胞、若いほうということになる。
4、生命はダイナミックにしか維持できない。タンパク質レベルでも、細胞レベルでも、個体レベルでも、同じものが静的にあるのではなく、動的に変化しているということこそが生命の本質である。ずっと同じ状態を維持するのは難しく、老化はしょうがない。
極論は、生命は子どもを作り終わったら、その世代の役目は終わりである。役目が終わってもなお生き続けている人間社会は、かなり特殊といえる。
5.日本人は、生殖が終わっても50年以上生きる人も少なくない。平均寿命が30歳くらいだった時代ではあまり問題にならなかった病気、社会制度、生活の質などが問題になっているのは、これまでどの生物も経験してこなかった生き方にある。長寿はそういうところで問題になる。
6.昔から不老不死は人類の究極の夢だった。権力をもった人はみんな不老不死の薬を求めたけど、もし不老不死が実現していたら、そこで生命のダイナミックな動きは止まってしまう。そうしたら今の私たちは生まれてこなかった。




yuji5327 at 06:48 

2017年10月05日

タンパク質によって病気が起きることがわかってくると、医学部とは違う方法で病気の原因を解明できる。医者にはできないアプローチで病気を知ることができる。

「池上彰、岩崎博司、田口英樹著:
池上彰が聞いてわかった生命のしくみ、東工大で生命科学を学ぶ、朝日新聞出版、2016年9月」は面白い。「第2章:細胞の中では何が起きているのですか?」の「アルツハイマー病は異常な形のタンパク質によって起きる?」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.タンパク質の折りたたみを助けるシャペロン自体がおかしくなったタンパク質が正しい形にならず、悪影響が現れる。他のタンパク質に悪影響を与え、病気と関係する場合もある。アルツハイマー病、パーキンソン病も、異常な形のタンパク質が深く関わっている。2.BSE(狂牛病)の原因もタンパク質が関係している。そのタンパク質は「プリオン」で、BSEやクロイツフェルト・ヤコブ病は、異常な形のブリオンが増えることが原因である。病気とは細菌やウイルスによって起きる以外に、異常な形のタンパク質によっても起きるというものもある。
3.タンパク質だけで起きるというのは、研究者にとっても最初は信じられなかった。異常プリオンが増える原因には、細菌やウイルスが関わっているはずだと思い込まれていた。セントラルドグマは、タンパク質が増えるためにはRNAが増えなければいけない、そしてRNAが増えるためには元になるDNAが存在しなければいけないという理論だから、プリオンはそうではない。
4.セントラルドグマ自体は正しい理論です。タンパク質は最終産物だから、プリオン自体が増えるわけではない。異常な形をしたプリオンが、正常な形のブリオンに作用して、異常な形に変えてしまい、元の正常な形に戻らない。そうして増えた異常プリオンが関与して脳の神経細胞を殺してしまって、いずれ死に至るのがBSEやクロイツフェルト・ヤコブ病である。タンパク質の折りたたみを助けるのがシャベロンで、タンパク質の形の異常は病気につながる。。
5.シャペロンは、タンパク質が生まれてから一人前になるときだけでなく、ストレスでおかしくなりそうなとき、さらには最後に死に至るまで、いつもタンパク質の面倒をみていることがわかってきた。老化などに伴ってシャペロンの能力が下がることがタンパク質の折りたたみの異常につながり、アルツハイマー病やパーキンソン病、さらにはプリオンにも関係し、分野が広がっている。
6.タンパク質によっていろいろな病気が起きるということがわかってくると、医学部とは違う方法で病気の原因を解明できるようになる。生命科学のタンパク質の部分を突き詰めて研究していくと病気にもつながり、医者にはできないアプローチで病気を知ることができる。
7.タンパク質の不思議をシャペロンという側面から調べたいというのが基本的な考えだが、病気を知ること自体が目的ではない。シャペロンの研究が結果として、医学を含めたいろいろな分野に波及している。たとえば、シャペロンのはたらきを抑える分子は抗がん剤として使われるものもある。


yuji5327 at 06:33 

2017年10月03日

山で遭難したとき、水さえ飲んでいれば1週間は生きられる。タンパク質を食べてなくても、遭難中ずっと細胞内にある不要なタンパク質を分解して、必要なタンパク質に作る。

「池上彰、岩崎博司、田口英樹著:
池上彰が聞いてわかった生命のしくみ、東工大で生命科学を学ぶ、朝日新聞出版、2016年9月」は面白い。「第2章:細胞の中では何が起きているのですか?」の「細胞の中でタンパク質はリサイクルされているのですか?」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.食べ物に含まれているタンパク質は一度アミノ酸にまで分解され、セントラルドグマの流れに従って細胞内で新しくタンパク質が作られる。細胞内で新しく作られたタンパク質は、そのまま残り続けるのか。それとも、細胞内のタンパク質も分解されるのか、を大隅良典東工大栄誉教授に聞いてみた。
2.その疑問は、20年ほどで注目されてきた課題である。タンパク質がどのように作られ、どこで機能するのかという研究はずいぶん進んだが、タンパク質はできたら終わりではなく、タンパク質の寿命を知り、役目が終わったタンパク質が、どのように分解されるかが大きな問題である。
3.タンパク質の寿命は、タンパク質によって異なり、数分で分解されるものもあれば、数カ月以上も分解されないものもある。細胞内のタンパク質も、分解されればアミノ酸になるので、食べ物から摂取するタンパク質だけでなく、すでに細胞内にあるタンパク質もアミノ酸の供給源になる。
4.人間は毎日約80グラムのタンパク質を食べる必要があるというのが、栄養学の常識だが、タンパク質そのものが必要なのではなく、タンパク質の構成要素であるアミノ酸の摂取が目的である。私たちの体の中では、毎日約300gのタンパク質が作られていると推測される。つまり、毎日300gのアミノ酸が必要なのに、外から供給されるのはたった80gだとすると、残りの220gは細胞内のタンパク質を分解して調達している。
5.すでにあるタンパク質をアミノ酸に分解し、新しいタンパク質を作るために、そのアミノ酸を再利用している。アミノ酸のリサイクルである。食べ物から取り出したアミノ酸だけでなく、細胞内のタンパク質を分解して得られるアミノ酸の両方を使って、タンパク質合成の材料にしている。
6.細胞内でタンパク質の合成が止まったら細胞を維持することができなくなり、それはほぼ死を意味する。必要なタンパク質をいつも作っていないと、生命は自分自身を維持できない。山で遭難したとき、水さえ飲んでいれば1週間は生きていられる。タンパク質を食べてなくても、遭難中ずっとタンパク質の合成を止めていない。細胞内にある不要なタンパク質を分解して、必要なタンパク質に作り替えている。


yuji5327 at 06:38 

2017年10月01日

細胞のしくみを知ると、学ぶことが多い。人間の社会も細胞の中も、物を作るときには分解するしくみと、ごみをリサイクルするしくみが欠かせない。

「池上彰、岩崎博司、田口英樹著:
池上彰が聞いてわかった生命のしくみ、東工大で生命科学を学ぶ、朝日新聞出版、2016年9月」は面白い。「第2章:細胞の中では何が起きているのですか?」の「リサイクルシステムはどう使い分けされているか?」「細胞社会を知ることは人間社会を知ることですか?」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.細胞内でタンパク質が分解され、必要なタンパク質に作り替えられているというリサイクルが見つかったのは1937年である。当時、タンパク質は分解されにくい、「安定な」分子だと思われていたが、細胞内で分解され、部品であるアミノ酸が別のタンパク質合成のときに使われているとわかった。
2.当時は、あまり注目されず、その研究成果はほとんど無視されていたが、1950年代になり、さまざまな研究結果が報告されるようになった。ついに、分解酵素を含む袋(リソソーム)が細胞内で発見された。タンパク質は、いったん膜に包まれてリソソームに運ばれ、リソソーム内で分解される。この分解方法は「オートファジー」と呼ばれるようになった。
オートファジーによって細胞内のタンパク質が分解されるが、オートファジー以外にも、タンパク質を分解するしくみが見つかった。現在では「ユビキチン・プロテアソーム系」と呼ばれている方法で、この方法では、分解したいタンパク質に「ユビキチン」という目印を付けて、大きなエネルギー負荷をかけてタンパク質を分解する。
3.ユビキチンも小さなタンパク質である。「大きなエネルギー負荷をかけて」という意味は、本来、タンパク質の分解は、エネルギーをつぎ込まずとも勝手に起こる化学反応だが、細胞内ではわざわざATPのエネルギーを使ってタンパク質を分解する。細胞はタンパク質の合成だけでなく、分解にも大きなコストをかけているということである。
4.このしくみが、細胞分裂などの生命現象のコントロールに重要だということがわかり、タンパク質の分解が注目されるきっかけとなった。このユビキチン・プロテアソーム系の研究は、2004年のノーベル化学賞の対象となった。
5.オートファジーとユビキチン・プロテアソーム系の使い分けは、オートフアジーは、分解したいタンパク質を一度、膜で包み込む。それに対してユビキチン・プロテアソーム系は、狙ったタンバク質たけを分解するために正確に目印を付ける。オートファジーはいろいろなものをまとめて壊す。ユビキチン・プロテアソーム系はスナイパーのように狙った標的だけを壊す。
6.特にオートファジーは、栄養が少ない飢餓状態でよく起こる。アミノ酸が不足して、使えるエネルギーも限られている状況で、どのタンパク質を分解しようか選ぶ余裕はない。無差別に分解するほうが、効率よくアミノ酸を作ることができる。
7.ユビキチン・プロテアソーム系はタンパク質だけを分解するしくみが、オートファジーは細胞内のさまざまなものを分解できる。たとえば、細胞内でエネルギーを作るミトコンドリアを丸ごと膜で包んで分解できる。ミトコンドリアにはタンパク質だけでなく、DNAや脂質も含まれているが、それらもすべて分解できるのがオートファジーである。タンパク質よりも大きなものを分解できるのも、オートファジーの特徴である。
8.タンパク質の有無が精密な生命現象に関わるところでは、狙い撃ちできるユビキチン・プロテアソーム系が使われている。たとえば、細胞分裂を制御するタンパク質は、仕事が終わったら消えてもらわないと困る。いつまでもいたら、細胞分裂に支障をもたらす。そういった場面ではユビキチン・プロテアソーム系が使われている。
9.細胞のしくみを知れば知るほど、人間社会の縮図を見ている気持ちになる。細胞から学ぶことは多い。たとえば、江戸時代は世界的に見ても高度なリサイクルのシステムができていた。最近は持続可能な社会、循環型社会が提案されている。人間の社会も細胞の中も、物を作るときには分解するしくみと、ごみを出さずにリサイクルするしくみが欠かせないという点では同じである。
10.生命は、循環というダイナミックなシステムをもっていないと破綻する。それは細胞の中に限ったことではなく、生態系全体もそうである。植物という生産者、動物という消費者、微生物という分解者がいて、あらゆる物質が循環することで、生惣系が成り立っている。社会も、循環というしくみをもっていないと杜会として維持できない。社会や組織を考えるときに、どのような構造にして、どのように循環させるか。それを考えるときに細胞のしくみを学ひ、アナロジーとして社会や組織を作るのもよい。


yuji5327 at 06:31 

2017年09月29日

ヒトには2万5000種類のタンパク質があるが、機能がわかっていない。ヒトのタンパク質はいまだに新しいものが次々と発見されている。遺伝子がもつ情報を元にタンパク質が作られる。

「池上彰、岩崎博司、田口英樹著:
池上彰が聞いてわかった生命のしくみ、東工大で生命科学を学ぶ、朝日新聞出版、2016年9月」は面白い。「第2章:細胞の中では何が起きているのですか?」の「代謝とは何ですか」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.代謝というのは、細胞が増えたり活動をしたりするときに、細胞の中で起きるいろいろな化学反応や物質のやりとりを一括りにしたものである。たとえば、DNAを複製する化学反応も、細胞の外にあるブドウ糖を細胞内に取り込むことも代謝である。
2.代謝は、ほとんどの場合は、「タンパク質」がたらいている。タンパク質は物質の分類として食べるときのタンパク質と同じものである。食べたタンパク質がそのままはたらくのではなく、食べたタンパク質は一度細かく分解され、自分が生きていくために必要なタンパク質に再構築される。
3.細胞内で再構築されたタンパク質は、細胞が生きていくための機能、生命現象のすべてを司っている。タンパク質があるから生命は成り立っている。生命が何かをするときには、必ずタンパク質が関わっている。生命の中で緻密なしくみを運用しているのがタンパク質である。
4.タンパク質が具体的にしていることは、「生きている」という言葉のイメージは、まずは「呼吸をする」だが、「呼吸をする」ということは、空気中の酸素を吸って身体の隅々まで運んで、最後は二酸化炭素を吐くことである。詳しは、酸素を取り込んで、食べたものの中からエネルギーを取り出す。血液を通じて身体の隅々まで酸素を運ぶのは、赤血球という細胞の中にある「ヘモグロビン」という名前のタンパク質である。
5.ごはんを食べたとき、消化酵素が食べ物を細かく分解する。炭水化物を分解する消化酵素はアミラーゼなど、脂肪を分解する消化酵素はリパーゼなど、栄養素としてのタンパク質を分解する消化酵素はペプシンなど、分解するものそれぞれに対して消化酵素がある。。これらの消化酵素もすべてタンパク質である。
6.消化酵素は有名だが、それもタンパク質である。食べものの中にある炭水化物は、消化酵素によってブドウ糖という物質まで分解される。ブドウ糖は多くの細胞に取り込まれ、細胞内でさらに多数のタンパク質によって分解され、最終的に生命が生きていくために必要なエネルギーを作る。
7.「生きている」というと、心臓が動くというイメージがある。心臓の拍動は、筋肉が動くことによって起きるが、筋肉を細かく見ると、そこには動くタンパク質、エネルギーを使って形を変えるタンパク質がある。タンパク質分子一つひとつは10億分の1m単位という目に見えない小さな世界にあるが、それが多く集まれば心臓の拍動という、私たちが実感できるほどの大きな力を生み出す。
8. DNAの複製のときに関わるタンパク質の中心となっているのは、DNAポリメラーゼというDNA合成酵素である。タンパク質の機能を説明するとき、生命の中で何でもやっていると表現するのが一番いい。タンパク質を分解するのも消化酵素というタンパク質だし、自分に必要なエネルギーやDNAを合成するのもタンパク質である。場所が違えば、まったく別の種類のタンパク質がはたらいていて、生命の中では何千種類、何万種類というタンパク質がうまく調和を取りながらはたらいている。
9.ヒトには2万5000種類のタンパク質があるが、機能がわかっていない。ヒトのタンパク質はいまだに新しいものが次々と発見されている。遺伝子がもつ情報を元にタンパク質が作られる。遺伝情報の総体であるゲノムがわかれば、タンパク質が何種類あるのか推測できる。ゲノムに何種類の遺伝子があるかわかれば、そこからタンパク質の種類もわかる。10.人間の場合、ゲノムは2003年に全部解読されている。DNAの塩基配列が全部わかっていて、どこが遺伝子で、どこがタンパク質を作るところか、大体の予想はついていて、それが2万5000種類くらいである。
11.人間のゲノムを解読しようとした1990年代の予想からすると、すごく少ない。たとえば、バクテリアである大腸菌には、遺伝子が4000種類くらいある。人間のほうがずっと複雑なので、人間にはとてつもない数の遺伝子があると、1990年代までは思われていた。大腸菌が4000種類くらいなら、人間は10万種類くらいだろうという予想もあったが、実際は人間の遺伝子は2万5000種類くらいしかなかった。大腸菌の6倍しか違いがなかったのは衝撃的だった。
12.約2万5000種類の遺伝子から、少しずつバリエーションの変わったタンパク質が作られることも、最近わかってきた。バリエーションとは1種類の遺伝子から数種類のタンパク質を作り出すしくみがあるということである。「遺伝子の数の違い」と「生物の複雑さ」対応するほど単純ではない。人間とチンパンジーとで遺伝子の数はそれほど変わらない。
13.遺伝子数はほぼ同じで、ゲノム全体でも約98%は同じで、たった2%の違いだが、そこから作られるタンパク質の機能はだいぶ違ったものになる。人間のタンパク質約2万5000種類がいつも同じ場所ではたらいているのではなく、必要なときに必要な場所で、必要な分だけ作られている。
14.タンパク質は適材適所に配置されている。ヘモグロビンは赤血球で、消化酵素は消化器官で、というように、どのタンパク質をどこで作らせるのかは厳密にコントロールされている。タンパク質を作るのもタンパク質である。自分で自分を作るようなものである。


yuji5327 at 06:34 

2017年09月27日

人間には2万5000種類くらいのタンパク質があり、それらを作るのもまたタンパク質である。ロボットがロボット自身の部品を作っているようである。。

「池上彰、岩崎博司、田口英樹著:
池上彰が聞いてわかった生命のしくみ、東工大で生命科学を学ぶ、朝日新聞出版、2016年9月」は面白い。「第2章:細胞の中では何が起きているのですか?」の「タンパク質はどんな形をしているのか」「酵素、コエンザイム、ビタミンとは何ですか」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.人間には2万5000種類くらいのタンパク質があり、それらを作るのもまたタンパク質である。ロボットがロボット自身の部品を作っているようなものである。タンパク質のことを「マシン」と表現し、ナノメートルサイズのマシンなので「ナノマシン」と呼ぶこともある。
2.生体内のナノマシンは、とても巧妙なしくみをもっている。たとえば、細胞の中で使われるエネルギーはアデノシン三リン酸(ATP)という分子として流通しているが、ATPを作るタンパク質「ATP合成酵素」は、回転しながらアデノシン二リン酸(ADP)とリン酸からATPを作っている。
3.このATP合成酵素はミトコンドリアにあり、ごはんとして食べたデンプンは次々に分解され、最終的にここにたどり着く。このATP合成酵素が回転することで、ATPというかたちでエネルギーが作られる。
4.このタンパク質が回転することでエネルギーが作られている。細胞の中でいろいろなものを運ぶタンパク質があるが、このタンパク質は足があって歩く。このタンパク質「キネシン」は、ATPを使って歩く。しかも、向きをもって歩く。普通の分子はランダムに動くが、キネシンは決まつた場所に向かって歩く。レールの上を歩くが、このレールもまた「微小管」というタンパク質である。
5.消化酵素などの酵素もタンパク質である。酵素というのは、化学反応を助けるタンパク質のことです。たとえば、消化を助けるタンパク質は消化酵素という。酵素は英語でエンザイム(enzymeという。サプリメントなどのコエンザイムQ10とは日本語で「補酵素」と訳されているもので、タンパク貨ではないが、酵素を助ける、潤滑油のようなものである。補酵素は、酵素がちゃんとはたらくために必要である。
6.ビタミンは、人間が自分の体内で作ることができない微量の栄養素の総称で、多くは、酵素のはたらきを助けるものなので、ほとんどのビタミンは補酵素としてはたらく。補酵素のうち、体内で作ることができず、食べ物で外から持ち込むものがビタミンである。ビタミンは最近、サプリメントとして単独で売られていて、大事な栄養素と思われているが、、実際には酵繁があってこその補酵素である。
7.タンパク質は、「アミノ酸」という分子がつながったもので、生体中のタンパク質は、20種類のアミノ酸からできている。食べたタンパク質は、最終的にアミノ酸に分解される。分解物であるアミノ酸は、生体内で新しく作られるタンパク質の材料になる。食べたタンパク質をそのまま使うのではなく、バラバラにしてから、自分にとって都合のいいものに作り替える。タンパク質はアミノ酸が一直線につながったものである。
8.タンパク質はすべて、20種類のアミノ酸からできている。20種類しかないのに、組み合わせることでいろいろな形ができて、何でもこなすのが、タンパク質の面白いところである。


yuji5327 at 06:41 

2017年09月24日

酵素入り○○というサプリメントは、体内ではアミノ酸にまで分解されるため、サプリメントの酵素が体内で作用することはないが、酵素で作られた成分が人間に作用することはある。

「池上彰、岩崎博司、田口英樹著:
池上彰が聞いてわかった生命のしくみ、東工大で生命科学を学ぶ、朝日新聞出版、2016年9月」は面白い。「第2章:細胞の中では何が起きているのですか?」の「タンパク質はどんな形をしているのか」「コラーゲンを食べるとお肌がぶるぶるになるのは本当ですか」「遺伝子組換え食品が有害把というのは思い込み?」「良質なタンパク質や必須アミノ酸とは何ですか」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.タンパク質のなかで、有名なのはコラーゲンである。コラーゲンを食べると、お肌がぷるぷるになるといわれるが、食べたタンパク質がそのまま体内で使われることはあり得ない。コラーゲンは三重らせん構造で、三重らせん構造をとることで、コラーゲンは固いファイバーの役割を果たす。ファイバーがびっしりとあることで、皮膚などで強度や弾力性が生まれるの。
2.コラーゲンは牛や豚など、いろいろな生物でファイバーとして機能している。それを食べると、一度アミノ酸にまで完全に分解され、そのアミノ酸が材料となって人間のタンパク質が作られる。直接同じコラーゲンが使われたり、コラーゲン合成のためだけに使われたりしない。
3.コラーゲンを含めたすべてのタンパク質のパーツとして使われる。コラーゲンの場合、グリシンやプロリンなど、特定のアミノ酸が多く使われているので、そのアミノ酸を多く摂取するという意味ぐらいはある。食べたコラーゲンがそのまま体内で使われるわけではない。
4.同じことは酵素にも当てはまる。「酵素入り○○」というサプリメントが販売されているが、タンパク質である酵素も体内ではアミノ酸にまで分解されるため、サプリメントの酵素そのものが体内で作用することはあり得ない。ただし、製品の中で酵素によって作られた有効成分が人間の体に作用することはあり得る。
5.コラーゲンを食べても全部アミノ酸に分解されるというのなら、遺伝子組換え食品も同じことがいえる。食べたものは、遺伝子組換え食品であろうがなかろうが、生体内では区別されずに分解される。遺伝子組換え食品は人間の体に有害かどうかは、食べて、タンパク質を分解するしくみを考えれば問題ない。遺伝子組換え食品を食べても、どんなタンパク質もアミノ酸に分解されるだけだから、別に害のあるものではない。
6.私はそう思います。ある特定の遺伝子を組み込んで、ある特定のタンパク質を作るようにしたたけてあって、製品のパッケージにある「遺伝子組換え大豆は使用していません」などの表示は、生命科学の立場からすると意味がない。食べものを消化するときに限れば、問題ない。そのほうが売れてしまうという現状があり、科学的根拠とは離れたところの議論になっている。
7.遺伝子組換え食品で問題があるとするなら、食品の安全性とは別のところ、すなわち、生態系への影響である。遺伝子組換え大豆だけが生き延び、それ以外の植物は生えてこないなら、害虫や微生物を含めた、その土地の生態系が変わる可能性はある。
8.「良質なタンパク質」の、良質なとは、「必須アミノ酸」がバランスよく入っている食品のことである。必須アミノ酸というのは、何が必須なのですか。生命を維持するのに必須のアミノ酸とは、20種類のアミノ酸はどの生命にも必要です。アミノ酸のうち、自分の体内で作ることができるものもあれば、できないものもある。自分で作れないものを必須アミノ酸と呼んでいる。ヒトでは20種類のアミノ酸中9種類が必須アミノ酸となる。
9.「バランスよく」とは、コラーゲンの場合、一部のアミノ酸だけが大量に使われている。グリシンというアミノ酸だけで30パーセント以上、プロリンとそれに似たもので20パーセント、アラニンで10パーセントを占めている。コラーゲンはアミノ酸バランスの悪いタンパク質である。
10.必須アミノ酸は生物種によって異なる。ヒトの場合は、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フエニルアラニン、トレオニン、トリプトフアン、バリンの9種類。大人のラットは、ヒトの9種類の必須アミノ酸にアルギニンを加えた10種類が必須アミノ酸となる。


yuji5327 at 06:36 

2017年09月15日

DNAは1回の複製で2倍になるが、1度に大量にコピーできないようにコントロールされている。DNAが必要以上の数になると一種のがん細胞になる。

「池上彰、岩崎博司、田口英樹著:
池上彰が聞いてわかった生命のしくみ、東工大で生命科学を学ぶ、朝日新聞出版、2016年9月」は面白い。「第1章:生きているって、どういうことですか」の「細胞が分裂するときには何が起きているのですか?」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.細胞の自己増殖は、細胞が分裂するとき、分裂する前の細胞と、分裂した後の細胞は同じにならなければならない。そのとき、DNAは正確に2つ複製されて、それぞれが等しく2つの細胞に分配される。複製された2つのDNAは、どちらもちゃんと機能する本物である。
2.DNAの複製と細胞の分裂は違う。DNAが複製されて2倍になる。次に細胞が分裂して、DNAが2個の半分、すなわち1個分ずつ分配される。先に細胞が分裂してしまうと、DNAが半分に減ってしまうので、先にDNAの複製するしくみがある。
3.DNAを複製してから細胞を分裂するという順番は「細胞周期」と呼ばれている。細胞周期を制御する分子は多くあり、一連の研究成果は2001年のノーベル生理学・医学賞の対象となった。
4.DNAが複製される理由は、同じ遺伝情報、つまりゲノムを複製して2つの細胞に伝えるためである。1個の細胞である受精卵から個体ができあがるためには、細胞を増やさなけければならい。1個の細胞を2個に増やすとき、できあがる2個の細胞の中に同じ遺伝惰報をもたせるためには、DNAも同じものを2個作る必要がある。
5.それが本質で、生命というのは「DNAを伝えたい」と思う存在である。つまり、生命の本質は自己複製欲求である。そもそも、同じものを複製するしくみがないと、生命は今まで生き残ってこなかった。DNAを緻密に複製できる生命だけがここまで生き延びた。
6.DNAの緻密な複製は、二重らせんがほどけて、それぞれの片方が鋳型になって、新しいペアを作る。できるだけ正確に複製しようとするが、まれにミスが起こるが、仮にミスがあっても、それを修復するしくみが細胞内にはある。複製のミスを見つけて修復するしくみを研究した人たちには、2015年にノーベル化学賞が与えられた。
7.DNAは1回の複製で2倍になるが、一度に大量にコピーすることはできないようにコントロールされている。DNAが必要以上の数になると困るからである。実際、DNAが増えすぎたものが一種のがん細胞になる。核が2個以上できたり、染色体の数が増えたりするということがある。細胞内で遺伝子の機能をコントロールできなくなり、暴走してしまう。暴走しないように、DNAの複製がコントロールされれば、がんにならないようにできる。


yuji5327 at 06:38 
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工学博士、技術士(応用理学)、
公害防止主任管理者、
騒音防止管理者の資格で
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池上湖心 プロフィール
○略歴
大東文化大卒、
在学中 上條信山に師事
書象会に所属、書象会理事
審査会々員
○作品展の開催
・主宰している「さざ波会」
 作品展を毎年8月開催
(於:稲毛ギャラリー)
・土曜会(グループ展)
 作品展を毎年10月開催
(於:銀座大黒屋)
○公募展の受賞、入選
・日展入選
・読売書法展(現在理事)
 読売奨励賞
 読売新聞社賞
・謙慎展(現在理事)
 春興賞の受賞:2回
○書道教室
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