からだのしくみ

川の石の裏などにすむプラナリアの仲間、ナミウズムシは、体を前後に切られても再生します。頭の側からは尾が、尾の側からは頭ができて、2 匹になります。全身に散らばる幹細胞が、失った部分を作り直すのです。

100 年以上前、遺伝学で知られるモーガンもこの謎に挑み、体の場所の情報は物質の濃さの差で決まると考えました。2013 年、京都大学の阿形清和さんたちは、そのしくみを分子のレベルで明らかにしました。もともと再生できない種類のプラナリアに、再生を起こすことにも成功しています。

イモリは、手足や目のレンズまで再生できます。基礎生物学研究所の江口吾朗さんたちは、16 年かけて、同じイモリのレンズを 18 回取り除きました。レンズは、そのたびに再生しました。最後のときイモリは 30 歳以上でしたが、再生の力は衰えていませんでした。

18 世紀、フランスの天文学者ド・メランは、昼に開いて夕方に閉じるオジギソウの葉に注目しました。鉢を真っ暗な所に置いても、葉は 1 日のリズムで開いたり閉じたりを続けました。植物の中に、時計があるようだったのです。

このような約 1 日のリズムを概日リズムといいます。1970 年代、ショウジョウバエでリズムを乱す遺伝子が見つかり、period と名付けられました。1984 年にこの遺伝子が取り出され、作られる PER というタンパク質が夜にたまり、昼に分解されることが分かりました。

PER はたまると、自分の遺伝子の働きを止めます。減るとまた作られます。このくり返しが約 24 時間の時計になります。しくみを解き明かしたホール、ロスバッシュ、ヤングの 3 人は、2017 年のノーベル生理学・医学賞を受けました。海外旅行の時差ぼけは、体内時計と外の時刻がずれて起こります。

キクは、夜が長くなると花の芽を作る短日植物です。この性質を生かし、花の芽ができる前に夜の温室に明かりをつけて、咲く時期を遅らせる栽培があります。電照菊です。花がたくさん必要な時期に合わせて出荷できます。

植物は、どうやって花を咲かせる合図を送るのでしょう。1936 年、ロシアのチャイラキアンは、花が咲く条件で育てた植物の葉を、咲かない条件の植物に接ぎ木しました。すると、その植物にも花が咲きました。そこで、葉で作られて花を咲かせる物質(フロリゲン)があると考えました。

その正体は 70 年間なぞのままでした。2007 年、奈良先端科学技術大学院大学の島本功さんたちが、ついに突き止めました。イネの Hd3a という遺伝子が作るタンパク質が、フロリゲンの正体だったのです。光るタンパク質を目印に付け、葉で作られて茎の先へ運ばれる様子をとらえたのです。夜中の光で花が咲きにくくなるのも、イネではこの遺伝子の働きが妨げられるためだと分かっています。