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生物学の金鉱って残っている?

2010年10月26日 18:36

金鉱探し
研究者は誰もが新たな金鉱脈を探し当てたいと願っている。ところで、まだ生物学に佐渡の金山のような金鉱は残っているのであろうか?それとも佐渡の金山の様にすでにほり尽くされてしまっているのであろうか?
 ゲノムは終わり、タンパクも分かり、シグナルマップも、代謝産物マップも大方明らかになり、もう大きな金鉱はないのではないかと考えられていた。誰も手をつけていない大きなDark Matter。そんなものの存在は予想だにされていなかった。分かっている分子での相関シュミレーションやモデル。それから何か見失っているものDark Matterが見えて来ると思っていた。しかしそんなものはそこからは見えてこなかった。
最近、生物学のDark MatterとしてmicroRNAが脚光を浴びている。そのDark Matterについての話。

Dark Matterより抜粋
Journal of Cell Science 123, 3217-3218 (2010)

ここは砂漠の中、ブッシュやサボテンとカーボイ小屋に囲まれている。生化学の授業を聴きながら(野外のウエスターンブロット)それらがなんと複雑なのであろうかと考えてみる。砂漠の空の星のように多くのシグナルと分子。

ポストゲノム、ポストプロテオーム、ポスト相互作用解析の時代、全てが非常に複雑、しかし我々が計れる全ての変異体をインプットして、起こりえるすべてのことを予想するという物理学者がやっているような事をやらなければならない。多分これらのモデルは予想以上に多方面に渡って、よく機能している。この種の分析をコンピューターバイオロジイと呼ぶ。我々がコンピュターを持つ以前に、すでに生物学概念については歴史がある。HaldaneとFisherは20世紀初頭に再発見されたメンデルの遺伝学の法則がいかにダウインの自然淘汰説に統合され、集団生物学が発見されて行ったかを解説している。HamiltonとSmithはこのアイデアを発展させ、集団ダイナミックスの理論的道しるべを作り出した。相互作用するグループから個々の個体の研究に移ると、Turingは拡散するシグナルの濃度勾配を形態形成のパターンニングの調節因子として、Waddingtonのcanalizationというすばらしいアイデアとともに捉えた。


Weaselと私は、イーグルというパブで会うたびに現代生物学のありとあらゆる話、たとえば核酸のDNAでのpositioningやその現象に関連したことなど、を話した。寒い冬の夜、我々年寄りを暖める暖炉の火があり、砂漠からは時間的にも空間的にも遠くはなれていた。Weaselと私は多くの事を話し合った。そして話が生物学を我々のモデルで厳格にテストし我々が理解していると思っている事を本当に理解しているのかを確かめてみようということになった。しかしWeaselは全く取り合あってくれなかった。宇宙物理学者は注意深く観察できる宇宙の全体を計算し、そして重力のモデルを応用してみて、何かが、Dark Matterが欠けていると結論した。そしてかれらはどのくらいのDark Matterがあるべきなのかも知っている。空になったコップを見つめる。Dark Matter って日蝕と関係した事? 
我々はDNAと遺伝子の関係を知って以来、転写の調節、タンパクの代謝回転、そして細胞機能の複雑なネットワークのモデルを作ろうとして来た。そしてモデルはかなりうまく働いた。我々は生物を実際に理解できたように思われた。しかしそれが問題なのだ。我々は進歩し、モデルは如何に複雑なシステムで生物ができているのかを示していた。何が間違っているのか?Dark Matter. だれもDark Matterを発見できていない。

microRNAはどうだい?何百、多分何千のmicroRNAがタンパクの産生に影響を及ぼし、遺伝子と表現形の関係にも影響を及ぼしている。生物現象に基本的役割を果たす巨大な調節因子がある。だれもそのようなものがなければならないなどと想像していなかった。全てのモデルや計算ではそのようなものの存在は推定されていなかった。更に、だれもそのようなもの、なにかしら大きくて考慮に入れていないもの、がなければならないなどと言っていなかった。microRNAは生物の大きなDark Matter問題の一つを解いた。
何時の日か生物現象における分子相関の研究がルーチンにコンピューターモデルに組み込まれるのを夢見るのを止められない。このようなことを可能にするためには、単純なXがYに結合するという解析を越えて、個々の細胞内で相互作用する一定量分子の反応速度論的パラメーターを決定し、その経時的変化を決定する必要がある。それは簡単に行くとは思わない。しかしすでにスタートしている。何時の日かどのくらいのDark Matterが存在するのかを知らせてくれるであろう。しかし今は、宇宙物理学者のDark Matter が輝きもう一杯のマルガリータを期待し、砂漠の空を眺める事で満足しよう。もうすぐ自分のキャンプサイト(それはかなりいいホテルルーム)に歩いて行くだろうがしかし今ではない。あ!流れ星。

microRNAのような大きなDark Matterを発見するかshooting star を見つけるかそれともこれらのもの全てを放り込んだモデルを完成するか、諸君頑張ってくれ。老兵は消え去るのみです。


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