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Rubrobacter radiotoleransの写真
放射线耐性细菌からみた放射线生物学
氏名：寺東 宏明
専攻：数理分子生命理学専攻
职阶：助教
専门分野：放射线生物学
略歴：高知大学大学院理学研究科修了。平成11年より现职。
私の専门は、放射线生物学という皆さんには闻きなれない(であろう)学问分野です。放射线生物学は、生物が放射线(正确には电离放射线)から受ける様々な影响を研究する学问です。放射线は、极めて高い急性致死効果と白血病などの晩発的効果(すぐには症状が现れず数年あるいは数十年たってでてくること)という生物に対する重篤な影响を与えます。生物も物质からなるものですから、その生物影响は微视的に见ると、生体を构成する分子の伤害に由来すると考えられます。では実际に、放射线は生物のどの部分を伤つけて、そのような影响を与えるのでしょうか。生体における情报の流れのヒエラルキーから考えると、その最も上流に位置する遗伝物质、すなわち顿狈础が最もふさわしい？标的物质であるのは明らかです。しかし、その直接的な解明はとても难しいもので、たくさんの状况証拠をかき集めて、その証明をしたと信じているに过ぎないのです。
さて、地球上のほとんど全ての生物は同じ原理で活动しています。顿狈础上に记载された遗伝コードもほとんど全ての种で同じですし、同じ物理化学的法则に则って、多种多様な物质代谢が行われています。とすると、放射线に対する强さ(弱さと言ってもいい)はどの生物でも一律なのではと考えるのが妥当だと思われます。ところが放射线に対する生物の感受性(弱さ)は种によって异なるのです(もちろん地球上の全ての生物种の放射线感受性を比较した人は谁もいません。研究によく使われるほんの一握りの种の放射线感受性しかわかっていないのです)。放射线に対する生物の感受性は、半致死线量という指标で比较するのが一般的です。半致死线量というのはその生物集団の半数が死に至る放射线の量(线量)で表した生物の感受性ですが、ヒトやマウスなどの哺乳类は一般的に5骋测程度と言われています。骋测とは骋测とは1办驳の物质が放射线から1闯のエネルギーを吸収した场合の线量のことです。一方、遗伝子组换え実験などで実験室でよく使われる大肠菌の半致死线量は50骋测程度と言われています。単纯に比较すると、大肠菌はヒトと比べて10倍放射线に强いということが言えるわけです。大肠菌は単细胞の原核生物で、ヒトなどの哺乳类と比较して细胞构造も単纯ですし、ゲノムサイズ(その生物种固有の全遗伝子のセット)も小さいので、伤に対する抵抗性が高いのかもしれません(本当はそのことすらよく分かっていないのですが)。ところが、地球上にはもっと放射线に强い生物が存在しているのです。
それらは放射線耐性細菌と言われますが、分類学的な類縁関係のないものが多く、多分、進化過程においてそれぞれの生育環境に適応した結果、同じような性質を獲得したものと考えられます。放射線耐性細菌の一種Rubrobacter radiotoleransは先に述べた半致死線量が16,000Gyというとてつもない強さをもっています。この値はヒトの3,200倍にあたるものです。種が違えば、放射線感受性も違っていてよいとは思いますが、こんなに桁が違うのはどういうことでしょうか？哺乳類と比較するのはあまりにも体の構造が違いすぎるので、対象をバクテリアに限ってみても、例えば、実験室で最もよく用いられるバクテリアである大腸菌Escherichia coliの半致死線量は50?100Gyです(幅があるのは株によって異なる値を示すため)。このうち100Gyを採用するとしてもR. radiotoleransの強さはそれの160倍ということになります。この種を含めて、放射線耐性細菌の高い放射線抵抗性の分子機構は未だによく分かっていません。DNAを守る力が強いのか？DNAを修繕する能力が高いのか？それともDNAに傷がついても生き延びる術を知っているのか？
私は、放射線生物学を専攻すると同時に、この細菌とつき合い始め、早や15年程になります。もちろん、この細菌の研究以外のこともやってきましたので、こいつとばかりずっと対峙していたわけではなく、最近は、別の研究テーマで忙しく、ちょっとご無沙汰気味なのですが、ずいぶんと永いつきあいです。15年つきあってきて、結局こいつのことは何も分かっていないというのが実感です。放射線耐性細菌の研究は、その抵抗性の機構が、放射線防護に利用できるのではないかということで隆盛となった時期がありました。しかし、世界的な放射線生物学の衰退(この学問は好むと好まざるに関わらず、原子力産業と密接な関係をもっています)と、放射線耐性細菌の特殊性と取り扱いの難しさ？から今では、その研究をやっている人はほとんどいなくなりました。多分、R. radiotoleransの研究をまだやっているのは、世界で私一人かもしれません。これこそ、オンリーワンの研究？と胸を張ってみても、このような研究に研究費は回ってきませんから、なかなか難しいものです。でも、密かに空いた時間を使ってこいつとつきあっていく、というのが本当の研究の楽しさかもしれません。
R. radiotolerans研究の歴史
1973年
R. radiotolerans発見の報文(Yoshinaka et al., Agric. Biol. Chem., 37: 2269-2275)。当時はArthrobacter属として記載された。
1988年
Rubrobacter属への分類変更の報文(Suzuki et al., FEMS Microbiol. Lett., 52: 33-40)。
1994年
含有色素の構造の報告(Saito et al., Arch. Microbiol., 162: 414-421)(当研究グループ)。
1997年
16S rRNAシークエンスによる分類学的な検討(Kausar et al., Int. J. Syst. Bacteriol., 47: 684-686)。(当研究グループ)。
1999年
放射線によるDNA傷害の報告(Terato et al., Microbiol. Res., 154: 173-178)。(当研究グループ)。
2000年
DNA修復酵素の報告(Asgarani et al., J. Radiat. Res., 41: 19-34)。(当研究グループ)。
