神奈川大学の菅原正教授(豊田理化学研究所の客員フェロー兼任)の研究グループは何世代にもわたって細胞分裂する人工細胞を世界に先駆けて構築しました。生命がどのようにして誕生したのかという問いに化学的アプローチで迫ります。

 菅原教授らのこれまでの研究では、化学的に作製した分子膜とDNAを組み合わせることで人工細胞を構築することに成功していました。この細胞は外部から膜の材料を取り込むことで、新たに膜を作り成長・分裂することが可能でした。さらに内部のDNAを増やすことも可能であり、疑似的に生命活動の一部を再現したことになります。しかし、一度分裂を行うと細胞内部でDNAの複製に必要な物質が枯渇してしまうため、これ以上の細胞分裂が行えないという問題がありました。

 今回の研究では、DNA複製に必要な原料を外部から摂取する手法を開発することに成功しました。これによって分裂後の細胞内部でDNA複製能力を回復させ、何世代にもわたって分裂を繰り返すことができるようになりました。さらに分裂に必要な原料を摂取する期間、これらを使い細胞に必要な物質を複製する期間、実際に分裂する期間といった現実の生物の細胞と同様の細胞周期のようなものが存在することも確認することができました。

 ただの物質から生命が誕生するまでにどのような経過をたどったのでしょうか。原始の地球においても今回構築したモデル細胞のように、細胞周期のようなものがすでに存在したのではないかと予測されます。今後、繰り返しの細胞分裂の中で優れた形質を持つ変異種の出現、すなわち進化が起こるのではないかという期待も膨らみます。化学のアプローチから作られる擬似的な生物が「人工生物」といえるまでに進化する日が来るのかもしれません。

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大学ジャーナルオンライン編集部

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