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| 講師： |
大島泰郎（おおしま・たいろう） |
| ゲスト講師： |
木賀大介（きが・だいすけ） |
| 日時： |
２０１０年８月３０日 |
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| 異端児のみる生命「生命合成」 |
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Ｍ： 全ての生物のタンパク質が20種類のアミノ酸でできているということは、進化の途中で偶然20種類になり、その後、他のものは死に絶えたということですか．
大島： 私はそのように考えていますが、生命が始まった時に何種類あったか、また、減ったのか増えたのかというのは分かっていません．ただ、減ったとか増えたとかには意味がなくて、両方あったと思います．捨てたものもあれば、獲得したものもあるということです．間接的な証拠として、アミノ酸は20種類それぞれが平等に使われているわけではありません．トリプトファンやメチオニンといったアミノ酸は僅かしか使われていません．それらは遺伝暗号表からも推定できますが、後から取り込まれたアミノ酸だと思います．また、捨てたアミノ酸もあるはずですが、化石とは違って、何も証拠が残りませんから、推定するしかありません．
機械のアナロジーで言うと、昔は、ネジの種類がものすごくたくさんありましたが、今は、国際的に規格化されて統一されました．アミノ酸にしても、規格化したほうが、システムにとっては好都合だと言えます．ここでシステムというのは、一つの体のシステムではなくて、いろんな種類の生物がたくさんいる生態系としてのシステムですが、それは機械の世界と同じだと思います．
木賀： 子どもの頃からパソコンが大好きでした．皆さんの中には、PC9801というパソコンを使った方が多いのではないかと思いますが、悲しいことに消えてしまいましたね．最近では、学部生でもマッキントッシュを使っている人は少なくて、ウインドウズのパソコンを使っている人が多数を占めています．これが正にみんなが同じ遺伝暗号を使う仕組みなのです．
実は、DNAが、あるバクテリアから別のバクテリアへと動き回ることが分かっています．そうすると、暗号表が同じであれば、あるバクテリアが発明したDNAを別のバクテリアでも使えることになります．しかし、暗号表が違えば、そのDNAから同じタンパク質を作ることはできません．マッキントッシュのCD-ROMがウインドウズでは動かないのと同じようなことが起きてしまいます．つまり、他の人と同じ規格のものを使うことで、他の人の発明をいち早く取込めるわけです．この意味で、いろいろな種類の暗号表があった中から、１つの暗号表に収束していったのではないかと思いますが、証拠はありません．しかし、いろいろな暗号表を作ることができるということから、私はそのように考えています．
三井： 生物の体は食べたものからできていますから、食べるものも同じものからできているのは当然ではないのですか．
木賀： 多くの微生物は、非常に単純な化合物を摂って生きることができます．大腸菌であれば、グリセロールという炭素が３個繋がった化合物と塩化アンモニウム、それから微量金属のモリブデンなども必要ですが、他の生物を食べなくても生きて行くことができる生き物はたくさんいます．
去年、鉄酸化細菌という変わった生き物を飼うことになったのですが、その培地の中に炭素が入っていないので驚きました．この細菌は、空気中の二酸化炭素と鉄イオンの還元能力を使って生きているのです．
Ａ： 使われなくなった昔のアミノ酸の痕跡はDNAには残っていないのですか．
大島： 遺伝暗号表には同義語がたくさんありますから、それが使われなくなったアミノ酸の痕跡である可能性は十分あります．ただ、遺伝暗号表は言語と一緒で、意味していることの必然性は分かりませんから、同義語になってしまった遺伝暗号が何のアミノ酸を指していたのかを推定する手立ては何もありません．
遺伝暗号表には、私から見ると、非常に不合理なことがあります．それは、20個のアミノ酸を決めるのに、DNAの塩基が４個だからです．4個のうちの２個で一つのアミノ酸を決めようとすると、16個のアミノ酸しか決めることができませんから、どうしても３個で一つのアミノ酸を決めるしかありませんが、そうすると、アミノ酸は64種まで使えることになってしまいます．つまり、20個のアミノ酸に対して同義語がたくさんできることになります．
同義語が多いということは、進化の段階で少しくらい変わってもすぐ死なないように、非常に大切な１種の安全弁になっています．しかし、なぜ１単語を３文字にしなければいけなくなったのかは分かっていません．それで、私から若い人への提案の一つは、人間の目から見て理想的、つまり、効率が良くて無駄のないように見える生き物を創ることなのです．そういう生物で、使用するアミノ酸の種類を16に減らせば、DNAの塩基は２種類ですみます．２種類でも、人工的にはらせん構造をつくることができます．AとGでもよいのですが、Gより、調味料に使われているイノシン酸（I）のほうがよいかもしれません．AとIもらせん構造を組むことができますし、AとIは自然に変換していることもあって、合成が容易だという利点があります．
そもそも、４文字を使う必要はありませんね．我々の世界では、２文字で立派な言語が作られています．昔はモールス信号、今はコンピュータ言語がありますが、４文字を使う機械は、不思議なことに、全くありません．４は実に下らない数字だと思っているのですが．（笑）
Ｂ： あまり文字の数が少ないとエラーが起こり易いのです．ある程度の冗長性がないと、正しい反応は起こりません．ひょっとすると、２文字でやっていた生き物はエラーが起こって死んでしまったのではないでしょうか．（笑）
大島： 一般的に、システムの構成要素は大きければ大きい程安全です．我々は、そのことを観察で知っています．ダーウィンの『種の起原』には、「最も安定した生態系は、川岸の茂みの中」という表現がありますが、そういう所には昆虫がウヨウヨ動いていて、いろいろな種類の植物が草むらを作っています．そこが一番安定なのです．ただし、安定のためにどれだけのコストを払うかということになりますね．
Ｂ： 投資でも、ハイリスク・ハイリターンというのがあって、適当なところで手を打っているのではありませんか．
大島： 生命合成の目的は、生命を理解するために生命を創りたいということですから、ハイリスク・ハイリターンでいいわけです．それは、我々が作ってあげた非常に限られた環境の中でしか生きていくことはできないけれど、ミニマムの構成要素からなる生き物を創ってみたいということです．
三井： ２種類の塩基というとデジタルですね．生物までデジタルですか．
木賀： ベンターたちの仕事は、生物がデジタルかという意味でも、非常に興味深いわけです．一度DNAというモノが無くなって、電子的な１、０の情報に変わったのだけれど、もう１度、モノとしてのDNAとなって、細胞の中に復活できました．これは生き物でしょうか．
DNAが生きているという人は誰もいないと思います．生きていないDNAが他の生き物を乗っ取ってしまったわけです．この乗っ取られたものは生き物でしょうか．
三井： 彼らの仕事では、DNAの入れ物が実際に生きている生物ですから、その生物に合わせるためにDNAに戻さなければいけなかったのではありませんか．
木賀： 今、その器自体を人工的に作ったときに、そのような仕事は10年くらいの間にはできると予想されますが、これは生き物なのでしょうか．
三井： それが増えてくればいいわけですね．
木賀： 皆さんも、それは生き物だと思うわけですね．それは生き物とは違うという人が出てきてもおかしくないと思うのですが．
Ａ： 将来、無数にある部品が全て情報化されたとすると、その情報からそれぞれの部品を作り、それを何らかの方法でまとめて生き物を作ることは可能でしょうから、それは、やはり、生き物だと思います．
Ｃ： 宇宙から何かが来て、それが地球で生き延びた場合、それがアミノ酸などとは全く関係ないものだとしたら、それは生物なのでしょうか．また、人工的に生物を作る場合、全くアミノ酸と関係ないもので、生き延びることができるのでしょうか．生命と"生きる"との関係はどうなっているのでしょうか．
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