沖縄とＧ０細胞

きょうは旅行日で向こうに到着してからはいろいろ仕事があるので、今出発前に書いておきます。
研究をしているセンターの所在地の具志川市は最近うるま市と名前が変わって、５つくらいの行政単位が合併したそうです。きょう夜泊まる浜比嘉島のホテルもうるま市になったはずです。夕方にはセンターに着くはずなので、それからたまってる研究上の議論を始めて、明日、あさってと相談したり、議論したりすることがいっぱいあります。沖縄で研究ユニットを始めても最近までは観光的なものはまったくしないでいなかったのですが、この間のメンバーの結婚式のときに便乗してすこし楽しみました。それでも毎月、行ってるせいか、自分の好みというか考えもすこしずつ出始めてます。

でもきょうはそういう話しでなくて、G0細胞ユニットとは何かをちょっと書いておきたい感じです。
Ｇ０とは細胞周期用語で、細胞周期がサイクルで細胞増殖をしてるのをコントロールしてるとすると、Ｇ０とはサイクルからはずれて、停止して、細胞がそこで一定の分化をしてなんらかの機能を果たしている、そういう状態です。ですから、Ｇ０とは、細胞周期停止状態です。多くのＧ０細胞でははＧ１期とおなじDNA含量（つまり複製以前の量）を含みます。しつこいようですが、Ｇ１とＧ０の違いはＧ１は増殖中、Ｇ０は停止ということです。Ｇ０細胞は増殖はしないがもちろん生きていて活発なメタボリズムもあり一定の細胞機能を果たしている、こう考えます。体の組織の多くの細胞はＧ０期にあるといって良いはずです。がん細胞はＧ０から逸脱して異常増殖してると考えられます。
このようなＧ０細胞がいかにして維持されているか、Ｇ０を脱出して増殖サイクルにもどるときにどのような制御があるか、遺伝子レベル、タンパク質レベルできちんと理解したい、そういう課題を沖縄でやってます。生き物としては、分裂酵母をモデル系として研究してます。ただし、遺伝子として新規なＧ０維持遺伝子もしくは脱出遺伝子を見つけたら、ほ乳類細胞へシフトすることを考えてます。
さて、分裂酵母がなぜＧ０細胞研究にむいてるかを説明しましょう。
分裂酵母では増殖中の７割以上の細胞がＧ２期（複製後の間期）にあります。残りはＭ期やＳ期でＧ１期は非常にすこししかありません。
活発に増殖中の分裂酵母細胞中から窒素源を除きます。合成培地で増えますので、培地から塩化アンモニウムを除去するだけです。他の培地成分はすべてあります。
そうすると、培地の窒素源枯渇を細胞は認識してレスポンスとして、細胞分裂を開始します。数時間のうちに２回複製、染色体分配、細胞分裂をくりかえして、分裂直後のＧ１期で停止します。
この時期はまだＧ０期にいくかどうかはコミットしてません。窒素源を加えてやると、もとの増殖にもどります。窒素源が無い状態でも接合mating出来る相手、つまり性的パートナーになりうる異なった接合型の細胞（つまり雌雄のちがいのようなものですが）がそばにあればそれと接合して、減数分裂に進行します。
安定なＧ０期に入るには周囲に性的パートナーがいなくて、なおかつ窒素源がない条件が必須です。Ｇ０期細胞の大半はDNA含量が複製以前のＧ１期相当でこの酵母は半数体が安定なので、１Ｃ含量しかありません。Ｇ０細胞になるにはその前に急速に分裂を２回もするので、細胞は丸く小さくなって、増殖中の棒状の細胞の３分の１か４分の１くらいの長さしかありません。いっぺんＧ０になればまったく分裂もしないし、細胞も大きくならないし、生きてはいますが一見何もしてないようです。
良く聞かれるのは、分裂酵母のG0とはstationary phaseみたいなものなのでしょう？と。そうではまったくないのです。出芽酵母のＧ０と称するものはstationary phaseみたいなものに見えますが、分裂酵母ではまったく異なります。分裂酵母では窒素源のある増殖用培地でそのまま増殖が止まった細胞のDNA含量は2CつまりＧ２期から停止状態に入ってます。炭素源や硫黄源を培地から抜いた場合でも２Ｃで止まります。これらの細胞は棒状で丸くなりません。分裂酵母のＧ０期とは元気に２回も分裂してから、Ｇ１期を通過してからＧ０期に進入するのです。
つまり、またしつこいようですが、分裂酵母のＧ０期にはいるには活発な増殖可能な細胞が栄養源のうち窒素源をぬいたときだけにおこるのです。面白いし、不思議です。ヒト細胞でのＧ０細胞が培養液から仔牛血清を抜いたときにおこるのと何か一脈相通ずるものを感じます。
わたくしたちの研究の独創性のほとんどはこの分裂酵母の窒素源枯渇系の生理というかバイオロジーに賭けてるのです。このＧ０細胞がモデルとして素晴らしいとわたくしは確信してます。
ありがたいことにいまのところ分裂酵母でこの系で本格的にやってるのはわれわれのグループだけです。しかし、出芽酵母では最近われわれと同様な発想で、しかし、生理的にはstationary phaseとしかわれわれには思えない系での研究を活発にやり出してるグループが出てきてます。
同床異夢になるのか、異床同夢になるのかわかりませんが、ともあれ競争相手がいるのは大変よいことです。これからが楽しみです。われわれのグループもかなり面白い結果が出始めてます。
しかし、本当の勝負は５年後くらいと思ってます。