プログラムされた自己解体モデルのエネルギー要求性自己消化現象による生物化学的検討

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07858059
• Research Institution: Foundation for Advancement of International Science
• Principal Investigator: 上野 修 財団法人国際科学振興財団, 研究開発部, 専任研究員 (90261130)
• Keywords: プログラムされた自己解体モデル / プログラムされた細胞死 / 生態系の物資循環モデル

Research Abstract

本研究は、大橋らの提唱する「プログラムされた自己解体モデル」について特に生物化学的手法による検証を目的として行った。この仮説モデルでは現在の地球生態系においては、食物連鎖などによる原状回復の機構が働いていると同時に、他方では、個々の細胞それ自体が積極的に自己を解体して環境の復元に寄与する、というもう一つの原状回復の機構が、すべての生命に基本的に組み込まれているという仮説を立てている。これは、適応不可能な環境に対しては自らの固体生命の維持よりも生態系の物質的空間的な原状回復を優先させるプログラムといえる。
この研究では仮説モデルの遺伝子レベルの検証実験を行うため、原生動物テトラヒメナを材料として、インパルスpHショック法という、すべての細胞が同時に死滅・自己解体を開始し、急速に分解が進みうる実験方法を開発した。この結果、pHショック後の解体過程において、細胞数当たりでみた場合リソソーム起源加水分解酵素の総括性が約6〜9倍にまで上昇するという結果を得た。自己解体仮説では、分解酵素群の新たな合成を含む制御された能動的な自己解体過程が存在し、自らの解体および環境の原状回復に寄与する、と提唱している。自己解体過程における分解酵素活性の大幅な上昇は、自己解体モデルで提唱されている分解酵素蛋白の合成による結果である事を示唆しうるものといえる。
また、本研究では自己解体現象における、この分解酵素の活性上昇が分解酵素蛋白が新たに合成された結果である事を直接捉えるために、pHショック後合成される蛋白をアミノ酸トレーサーでRIラベルし、このラベル蛋白に加水分解酵素が含まれる事を分解酵素の抗体を用いた免疫沈降実験などによる検証実験をすすめている。リソソーム起源加水分解酵素の指標酵素の一つである酸性αグルコシダーゼの抗体を入賞できる事になり、上記の抗体を利用した検証実験は大きく前進した。酸性αグルコシダーゼについてはクローニングも行われているので遺伝子レベルでの自己解体プログラムの検証研究についても今後の進展が期待される。

Research Products

• [Publications] T.OOHASHI,O.UENO,H.SAYAMA: "PROGRAMED SELF-DECOMPOSITION MODEL" International Workshop on Biologically Inspired Evolutionary System. May 30-31,1995. (1995)