木下清一郎
細胞のコミュニケーション
裳華房 1993
ISBN:4785350873

 いまは77歳をこえているだろうこの生物学者について、ぼくは何も事績を知ってはいない。発生学や細胞生物学の専門家であって、東大の臨海実験所の所長だったというようなことだけだ。けれども、著書を読むかぎりはこの科学者に強く啓発されてきた。
 科学者として一冊の書物の中に何を書くべきかを熟知しているのである。その書くべきことは自分が挑んできた「生命のしくみ」の謎の解き方についてであるべきで、つまりはポアンカレの「科学と方法」あるいは「科学と仮説」こそが科学者としての提示すべき仕事だということを表明できる人なのだ。
 本書は理工系出版社の生命科学シリーズの1冊である。だから、体裁は教科書にもなるように仕様されている。しかし、以下に適宜かいつまむように、ここには、そして一連の著書には、われわれが継承すべき仮説的観点がいくつも提案されていて、とうてい教科書には終わっていなかった

 細胞によって生命の本体を捉えることは、遺伝子によって生命の本体のしくみを説明することにくらべると、十分には関心がもたれていない。
 しかし、遺伝子は万能ではありえないのだ。たとえば真核細胞の遺伝子にミスが生じたときに、遺伝子がこれを認識し、その配列を訂正してはいない。生命情報というとやたらに遺伝情報ばかりが王様扱いされてはいるけれど、細胞レベルでの情報コミュニケーションのほうが、個体や個体間にとってはよほど重要であるとも言わなくてはならないということである。
 たしかに細胞は遺伝子のプログラムによって動いているけれど、その遺伝子のふるまいを制限し抑制する役割をもっているのもまた細胞なのである。細胞は細胞どうしで頻繁な連絡をとりあって、遺伝的に決定されてきた活動以外の、いわゆる「個体としてのふるまい」に「意味」を与えてきたのだった。それが細胞間コミュニケーションである。

 細胞間コミュニケーションがどうして発現してきたかということは、まだそのすべてが解明されてはいない。すなわち、細胞はどのようにして「意味」に関与することになったのかということは、その理由のすべてが説明されてはいない。
 しかし著者は、どのように軸性(axiality)が“変化”してきたかということが大きな転換点だったと見ている。
 始原軸性遺伝子は多細胞化遺伝子に変わっていった。最初は母性情報だけに頼って軸性(植物極・動物極)を決めていたのが、さまざまな分節遺伝子(zygote
effect gene=直訳すれば接合的効果遺伝子)が関与することになって、軸性が多細胞にふさわしいものになったのだろうということである。
とりわけ分節遺伝子のはたらきはすこぶる情報編集的で、すでにわかっているだけでも、区分のためのギャップ遺伝子、組み合わせをつくるペアルール遺伝子、さらには分節ごとに機能を配当するホメオティック遺伝子(そのなかにホメオボックスも含まれる)などが駆使された。著者はここにはきっと階層的な情報編集構造があったのではないか(芽生えたのではないか)と暗示している。
 こうした準備が整ったところで、いよいよ細胞間のコミュニケーションが始まるわけである。コミュニケーションは、細胞間で特定の情報に関するシグナルが交換をすることである。

 シグナル交換はローカル・ケミカル・メディエーターとよばれる局所的情報伝達物質によってなされる。
 局所ホルモンとか組織ホルモンとも俗称されるこのシグナル分子は、発信側の内分泌細胞がその特異性によって受信側の標的細胞をキックするということで成立する。シグナル分子には主にステロイド、フェノール誘導体、ペプチドなどが含まれる。
 このシグナル交換は、大別すると二つの重要な役割をもつ。ひとつは「相互に抑制しあうこと」、もうひとつは「相互に相手を識別しあうこと」である。著者はもっぱら前者を扱うが、後者がいわゆる免疫プロセスにあたっていく。
 結論からいえば、こうしたシグナル交換によって、細胞は驚くべき“進化”をとげて個体になっていく。よく知られているように、組織(tissue)、器官(organ)、個体(individual)の3つのレベルを次々につくっていく。

 しかしこのような高級なシグナル交換をやりとげるにあたって、シグナル分子が膨大な数に向かいつつある細胞の一個ずつの動きの指令に対応していたのでは、いくらシグナルがあっても間に合わない。そんなことをしていたら、生物体はどこかで情報ショートを次々におこしてしまっていたはずである。
 ところが、そうはならなかったのだ。細胞はこの困難を避けるべく、巧妙な方略をおもいついたのだ。そのひとつが近頃脚光を浴びているプロスタグランジンの作用をつかうということだった。これはどんな細胞も膜成分としてもっているリン脂質を分解しながら、細胞ごとに僅かな変形加工をするだけで多様な情報価値を生んでいるとおぼしいシグナル分子のことである。
 いわば、原図をつかって、そこにちょっとずつあらわれる変化図だけでシグナルの多様性をつくりあげてしまったのである。

 そもそも細胞の基本的なふるまいは「刺激を受ければ興奮する」というだけにあった。
 それにもかかわらず、細胞間コミュニケーションは以上のようなきわめて高度なやりとりを次々につくりあげた。
 そこで著者は考える。これは細胞間コミュニケーションに、あえて概念的にいうのなら「記憶→想起→照合」のようなやりとりがたえずおこっていて、そこでは個体的な「自己のようなもの」を維持しようとしているからなのではないかというふうに。言ってみれば、遺伝的自己に依存するだけでなく、細胞どうしが“自主的に”、自己環境をつくりあげたのではないかということである。
 細胞たちが、なぜこのような「自己のようなもの」を維持することになったのかということは、いまのところ誰もうまい説明をしてはいない。しかしながら著者は、そんな理由は明白だと考える。そのようにしたほうが、細胞たちにとって(これを細胞マトリクスという)、なんといったって「気分がいい」からなのである!
 気分とは、なにごとか。
 こんな言葉を科学者がつかっていいものかともおもうが、ぼくはこのような説明に向かえることこそが、この著者が提示する生命科学の新しい生命像の説明につながるところだとおもうのだ
 著者はそこのところを、『心は遺伝子をこえるか』では、次のように書いている。

 個体のなかで細胞間のコミュニケーションをつかさどっている物質が、すべての細胞を浸すことによって内部環境がさだまり、ここで個体としての「気分」をもつことによって、その行動が決められるようになる。つまり液性環境が気分そのものになる。
 このあとさらに神経細胞が分化してくると、「反射」という応答が生まれ、(中略)そこに神経系の中枢化がすすんで脳があらわれると、そこに「記憶」というまったく新しいはたらきが生まれてくる。(中略)気分、反射、記憶、照合とすすんできて、この最後の段階から「心」さえ芽生えたのであろう。

 この、「液性環境」が細胞間のコミュニケーションを極度に円滑にすすめる「気分」をつくっているという説明は、まことにギョッとするほど画期的である。
 ここで「気分」といっているのは、もちろん「情報自身のための気分」とでもいうべきもので、この気分をよくする方向に向けて細胞間コミュニケーションはすすんだにちがいないということだ。
 なぜそんなふうになったのか。ぼくなら「情報はひとりでいられない」と言ってすませるところだが、著者はこう考えた。そのほうが細胞たちにとっての報酬系をよくするからだった。

 もともと生命は、細胞としての出発をする時点で遺伝子を基礎においたタンパク質分子を情報とした。ついで多細胞にすすむ時点で、情報は細胞間のコミュニケーションを成立するためのシグナル分子になっていった。生命情報はどの場で何をするかという要請に応じて、その質と役割を替えていったのだ。
 こうして生命はしだいに個体という領域をつくるのであるが、ここでは情報は神経系・内分泌系・免疫系の3つの系を操って個体を維持することになる。このような3つの系のしくみになったことについては、最近の生命科学は詳しい説明をする。けれども、なぜそのようにしたほうがよかったのかということについては、どうも適切な説明が及んでいなかった。著者の企てはそこを暗示的に埋めるものだったのである。
 説明は、おおむね次のように集約されるだろうか。

 遺伝子の能力にはいちじるしい限界があったのである。
 そこで細胞そのものが自己触媒的に活動する必要が出てきた。このとき細胞間のコミュニケーションがおこしたことがあった。
 それは、第1には、コミュニケーションの成立にはいくつもの統合の中心があってもいいじゃないかということである。第2には、シグナル交換をするたびにそこでやったことを次々に「記憶」として芯の方へ畳みこんでいこうということだった。第3に、そのようなコミュニケーションのパターンを整理してそのつど階層的な対応関係をつけておこうとしたことだ。
 そして第4に、このように細胞間のコミュニケーションがおこなわれる「場」を液性環境として気分のよいものにしておきたかったということである。それは第5に、以上のことをすすめれば細胞たちの「報酬」(役得)が増してくるようになっていたからだったのである。

 以上、あまり気の利いたかいつまみができなかったけれど、著者が何を主眼にしようとしたかは、ある程度伝わったのではないかとおもう。
 生命の謎とか生体の謎というものは、どのように生命や生体を見るかというその視点の鋭さにかかわっている。著者の視点は、細胞たちそれ自身が1秒間に何億という桁で生き死にをくりかえしている「いのち」をもっていながら、その細胞の集合である生体としての個体は、どうしてそれとは別の「いのち」を維持するようになったのかという点に注がれている。

 最初に細胞が生まれたときは、これをつくる素材となった分子間に情報的な協調関係がつくられ、そこから核酸とタンパク質のあいだの対応関係そのものが自己複製系をつくったのである。
 このときに、ある種の“感門の盟”が発動していたのであろう。ひとつは、この系が仮に暴走しても、それはそれで環境適用していく生物体になればいいという選択である。遺伝子エラーがおこったとしても、それはそれなりのプログラム生命になっていけばよいと決めたのだ。これは周知のごとく、突然変異による数多くの生物進化をもたらした。
 もうひとつは、いまとはまったく逆の選択も決めたのである。遺伝子エラーをできるだけ数少なくして、情報生命体としての内部性を整えようとしていったことである。これはホメオスタシスあるいは負のフィードバックとして、生物体の内部構造の編集を進捗させていった
 遺伝子はこのような矛盾しあう二つの方向を “許された” のだ。そして、遺伝子にそのような“自由”を与えたしくみこそ、細胞間コミュニケーションだったのである。細胞たちは、いわばプログラムのデバッギングに走るよりも、ひとつ階層を上げた状態での新たな液的生命環境をつくるほうに向かったのだ。

 おそらくは、細胞間コミュニケーションの秘密は、このような二つの矛盾しあう情報構造の食い違いを、どこかで細胞マトリックス自体がおもしろがっているということにあるにちがいない。
 残念ながら、そのおもしろさが精密にはどこにあるのかは、ぼくにはまだわかってはいないけれど、著書の言い分を読んでいるときは、なんとなくその秘密に近づけた気分になれるのである。科学書を読むとは、それでいいのだとおもう。

参考¶木下清一郎の著書は、最近の『生命からのメッセージ』『心は遺伝子をこえるか』(いずれも東京大学出版会)が出色。クリスチャン・ド・デューブとはまた別種の推理の興奮をもたらしてくれる。

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