生物

医学部の 1〜3 年生ごろに学ぶ基礎医学の多くは、高校の生物とつながっています。文部科学省の「医学教育モデル・コア・カリキュラム」には、医学生が身につける学修目標が並んでいます。メンデルの法則、DNA からたんぱく質ができるしくみ、体内環境のフィードバック調節などです。どれも、高校の生物基礎・生物で入口を学ぶ内容です。

最新のノーベル賞も、高校の生物の言葉で読み解けます。2026 年のノーベル生理学・医学賞は、光で神経細胞を動かす「光遺伝学(オプトジェネティクス)」の研究に贈られました。始まりは、クラミドモナスという単細胞の緑藻が、なぜ光に向かって泳げるのかという疑問でした。

ドイツのヘーゲマンとナーゲルは、この藻の細胞の表面に、青い光が当たると開くイオンの通り道を見つけました。アメリカのダイセロスは 2005 年、その遺伝子をラットの神経細胞に入れ、光で神経の信号を起こすことに成功します。細胞膜のたんぱく質、遺伝子を扱う技術、神経の信号という、高校の生物で学ぶ 3 つの内容がそろって初めて分かる研究です。

この方法で、記憶や感情、行動に関わる脳の回路が次々に明らかになりました。目の不自由な人の視力を取り戻すための研究にも使われ始めています。

高校の生物基礎では、DNA の 2 本の鎖がほどけ、それぞれを鋳型に新しい鎖ができる複製のしくみを学びます。この反応を試験管の中で何度もくり返し、ごくわずかな DNA を大量に増やす技術が PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)です。学習指導要領の解説でも、生物の「遺伝子を扱う技術」の例として PCR 法が挙げられています。

PCR を考えたのは、アメリカの化学者キャリー・マリスです。ノーベル賞の記念講演によると、ある金曜日の夜、山小屋へ車を走らせながら思いつきました。くり返すたびに DNA が 2 倍になるなら、30 回で 2 の 30 乗、つまり約 10 億倍になります。マリスはこの発明で、1993 年のノーベル化学賞を受けました。

初めのころの装置は、温度の違う 3 つの水槽の間で、機械が試料を移していくしくみでした。今の装置は、1 つの箱の中で数分ごとに温度を変え、30〜40 回のくり返しを数時間で終えます。

医学部では、遺伝医学や微生物学、臨床検査の授業で PCR が出てきます。新型コロナウイルスの流行で広く知られた PCR 検査は、ウイルスの遺伝子を増やして見つけ出す検査です。はしかや風疹の検査にも使われています。

生物基礎では、白血球が異物を取り込んで処理するしくみや、抗体による防御を学びます。花粉症のように、免疫のはたらきが関わる身近な病気にもふれます。医学部の免疫学では、これを細胞や分子のレベルまで深めていきます。

免疫には、外から来た病原体を攻撃しながら、自分の細胞は攻撃しないという難しい役目があります。1995 年、京都大学医学部出身の坂口志文さんは、新しい種類の T 細胞を見つけました。免疫が自分のからだを攻撃しないよう、おさえる役目をもつ細胞です。今では制御性 T 細胞と呼ばれています。

当時は、自分を攻撃する危険な免疫の細胞は、胸腺で取り除かれるだけだと考える研究者が多くいました。ノーベル賞の発表は、坂口さんが流れに逆らって研究していたと紹介しています。2001 年には、アメリカのブランコウとラムズデルが、関わる遺伝子 Foxp3 を見つけました。3 人は 2025 年のノーベル生理学・医学賞を受けています。

この発見は、がんや自己免疫疾患の新しい治療法の研究につながり、いくつかは臨床試験が行われています。医学部では、制御性 T 細胞を含む免疫のしくみを基礎医学の免疫学で学びます。