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ここまできた再生医療 / サイエンスZERO 第168回■ NHK教育TV 毎週土曜 19：00〜19:44 番組公式HP
出演：キャスター 安めぐみ / 熊倉悟アナウンサー / 専門家ゲスト 開祐司（京都大学再生医科学研究所教授） / コメンテーター 佐倉統（東京大学大学院情報学環教授） 病気やけがで損傷した体の組織や臓器を新たに作り出す「再生医療」。体の再生を行うカギを握っているのが「幹細胞（かんさいぼう）」と呼ばれる細胞だ。体の中には何種類もの幹細胞があり、そこから体を形作る様々な細胞が生み出されている。こうした幹細胞の特性を医療に役立てる研究が進んでいる。 先日ビデオを整理していたら、少し前のサイエンスゼロの録画テープが出てきました。いつも勉強させていただいているサイエンスゼロ。改めて見直しながら記事にさせていただきました。 ■ 驚きの再生力
静岡県三島市 国立遺伝学研究所 発生遺伝学研究部門 清水裕 博士 水の綺麗な淡水に住むクラゲやイソギンチャクの仲間のヒドラ（体長約１cm）。博士によると、ヒドラの頭と胴体を切断しても４〜５日でほぼ元通りになるという。その再生力は「幹細胞」の力によるものだという。 肝細胞には古くなった臓器や組織の更新をしたり修復をする働きがある。皮膚を怪我してしまっても次第に治ってくれるのは幹細胞のおかげである。幹細胞は２つでペアになっている。ヒドラには２種類の韓細胞があり、その２つの肝細胞から体の全てを作り出せるという。細胞が１回分裂するには１８時間掛かる。３日後には１６個の細胞になり、ここから様々な細胞へ変化する。 幹細胞は人間にもある。但し、ヒドラ程の再生力がある訳ではない。また、肝細胞も何種類もある。 例） ・造血幹細胞（血液の様々な細胞になる） ・間葉系肝細胞（骨髄の中にある。骨・筋肉・脂肪などになる） 他にも神経になるもの、皮膚になるもの等、色々あり、それらが必要とされる場所に存在する。 幹細胞の持つ力をもっと積極的に引き出し臨床の現場で役立てる事が出来ないかという考えが、再生医療の世界といえる。 ヒドラの再生力は凄いですね。ちなみに切り離した頭からは胴体が生え、胴体からは頭が生えてくるとの事。驚きと共に、ちょっと不気味にも思えたりしました^^; ■ 新治療最前線 東京歯科大学市川総合病院 眼科 島崎潤 教授 この病院では５年前から、目の角膜上皮を再生する治療が実用化されている。 （イタリアでは１０年前から行なわれている） 人の目を覆う角膜上皮白目と黒目の間に、角膜上皮を作る幹細胞がある。しかし、その肝細胞まで傷ついてしまった場合は角膜上皮が再生されず、目が見えなくなってしまう。そうなった場合、角膜上皮を移植する必要がある。その移植用角膜上皮は、もう一方の健康な目か、ドナーから提供された幹細胞から培養して作り出す。ちなみにこの方法は未だ新しい方法なので、100％上手く行くとは限らない。５割から６割くらいの可能性だという。TVに登場した被験者は、３度目の手術で（父からの提供で）初めて上手くいきかけていた。ちなみに、骨や血管に対する再生医療が行なわれ始めているという。しかし、１種類の細胞が集まっているようなものでないと、現在は未だ難しい。（臓器等は複雑なため、再生は難しい。） 恥かしながら全く知りませんでした。肝細胞から、耳を作り出した・・・云々を聞いた事があったように思いましたが、実際に移植が出来る段階のものがあったとは驚きです。 ● 臓器再生への一歩 東京理科大学 基礎工学部 辻孝 教授 臓器など複雑な構造を持つものの再生は難しいとされてきた。歯も一見単純な構造に見えるが、中は血管や神経も通る多重構造となっており、一個の臓器ともいえる。しかし、マウスの胎児の中にある歯のもとである「歯胚」（大きさ0.4ｍｍ）から取った上皮細胞・間葉細胞という二種類の細胞を、人工的に組み合わせる事で、歯の様な複雑な構造を再生することに成功した。 今までは二種類の細胞を高い密度で組み合わせようとしても、細胞が流れて動いていってしまっていた。そこで、粘りのあるゲル状のコラーゲンの中で２つの細胞を組み合わせる事で解決し、細胞の培養に適した場所であるマウスの腎臓の皮膜の下に植えつけた。２週間後、歯の元といえるモノが作られ、歯を支える組織すら作られていた。元々歯を作る場所にあった二つの組織を組み合わせて歯が出来る事など、一見当たり前のようだが、二種類の細胞を組み合わせるだけで、複雑な構造の歯を再生できた事は技術的には大きな進歩。上皮細胞や間葉細胞は体の至る所にある細胞で、これらを使う事で将来『歯』が作られる可能性が出来た事が凄いと言える。ただ、体のどこから持ってきた細胞を組み合わせただけでは歯にはならない。歯になるような指令を与える必要がある。 ● 命令がカギ 臓器再生 東京慈恵会医科大学 横尾隆 博士 人の骨髄から取り出した間葉系幹細胞から、腎臓を作り出すことに挑んでいる。間葉系幹細胞は様々な細胞に分化してゆく事がこれまでの研究で確かめられている。 現在マウスの胎児を用いた培養実験を行っている。重要なポイントは幹細胞をマウスの胎児の中の腎臓が作られる場所に埋め込む事。そうする事で幹細胞に「腎臓になる指令」が送られるという。そうすると人の骨髄の細胞が元となり、大きさ１ｍｍ程の腎臓の元となる組織が出来る。さらにそれを大人のラットに移植し２〜３週間経過させると、長さ7〜8ｍｍの腎臓のようなものが出来たという。幹細胞が指令を受けるには場所が重要だと言える。 ちなみにその指令とは、ホルモンのような物質ではないかと考えられている。幹細胞・環境・指令物質が判れば、体内の中で再生をコントロールが可能であると言える。この臓器再生の技術は、現在、ドナー不足や拒絶反応など多くの問題が山積している臓器移植に代わる治療法として大きな可能性を秘めている。 とは言え、我々の体は複雑であり、一朝一夕に出来るものではない。 う〜ん、少々グロイ話ですね。まあ、生体実験ともなれば、そうした面は避けて通れぬ世界なのでしょうけれど・・・。さて、信号がキーワードですか。確かに同じ遺伝子から全ての細胞が生まれていくうえで、何処でどんな細胞になっていくべきなのか何ものかによってコントロールされていなければ、設計図どおりに体など出来ないはず。その信号を見つける事が再生医療の重大なポイントになるのでしょうね。 ■ 夢の万能細胞に挑む 受精卵から得られるES細胞はどんな細胞にも成長し、無限に増える事の出来る万能細胞。正に赤ちゃんになる前の人間の元となる細胞といったかんじのものであり、私達の今の体にあるものではない。この細胞から、体の様々な部位を再生する幹細胞を生み出せるのではないかと研究されている。そこで体から作り出すことが可能な新たな万能細胞としてiPS細胞が注目されている。 ● iPS細胞 京都大学再生医療研究所 山中伸弥 教授 全ての細胞の設計図『遺伝子』は同じなのに、性質が違うのか。逆に言えば、同じ設計図から、ES細胞の読み手を捜す事が出来れば、新しい万能細胞を生み出せるのではないかと考えた。 ES細胞の遺伝子からRNAを取り出し、どの遺伝子が働いているのか調べた。こうしてES細胞における重要な働きをしていると思われる４つの遺伝子を特定。この４つの遺伝子が働く状態にして、マウスの体に埋め込んだ。すると、細胞は大きく変化した。出来上がった細胞はES細胞に良く似ており、軟骨細胞・神経細胞・脂肪細胞・筋肉細胞・等に変化する能力を備えていた。ES細胞と似た万能細胞といえ、iPS細胞と名づけられた。この春から人の細胞で、iPS細胞が作られる研究が行なわれているという。 自分と同じ遺伝情報を持つ万能細胞ですか・・・。ついにそんな細胞を任意で作り出せる可能性が出てきたのですね。活性化している遺伝子に注目するとは、聞いてみれば、なる程といった感じです。今まで出てこなかったのが不思議なくらいですね。従来、万能であるといわれていたES細胞ですら、所詮他人の細胞であり、仮に移植用臓器の製造が可能となっても、拒絶反応とか起こらないのか気になっていたのですが、自分の遺伝子と同じとなれば、そうした面は問題にならなそうですね。とはいえ、無限の増殖性を持つES細胞と同様に、ガンへ成長してしまうリスクもあるようです。ES細胞に比べれば、倫理面はクリアしやすいかもしれませんが、生命として未知の領域に踏み出す事には変わりなく、多角的な検証を行い、慎重に事を進めるべき事柄のようですね。あと、ES細胞にせよ、iPS細胞にせよ、実用化段階において、臓器類の培養って一体どこでどのようにやるのでしょうね・・・もしかして・・・と、ちょっとグロイ想像をしてしまいました^^; PS)ちなみにトカゲの尻尾だけでなく、カニのハサミや足、コオロギの足も、脱皮をする際に再生するそうです。
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”におい”の不思議に迫る / サイエンスZERO 第167回■ NHK教育TV 毎週土曜 19：00〜19:44 番組公式HP
出演：キャスター 安めぐみ / 熊倉悟アナウンサー / 専門家ゲスト 東原和成 （東京大学大学院新領域創成科学研究科准教授）/ コメンテーター 黒崎政男（東京女子大学文理学部教授） 先日ビデオを整理していたら、少し前のサイエンスゼロの録画テープが出てきました。いつも勉強させていただいているサイエンスゼロ。改めて見直しながら記事にさせていただきました。 オレンジジュースとグレープフルーツジュースを用意して、鼻を摘んで飲み比べてみると・・・その違いが判らない。そんな実例を見せてくれてましたが、この手の話は良く聞きますよね。食べ物を口にする際、実際の味と同等以上？に重要な情報伝達物質でもある『匂い』。それこそ、紅茶は匂いを楽しむものであって、味に関する要素はその成分のごく僅かであるとも聞いた事があります。 また、何十種類の匂いをバランス良く混ぜ合わせる事で、良い香りを生み出すという香水等の話もよく耳にしますよね。それこそ、単品で嗅ぐと耐えられないようなキツイニオイを少量混ぜ合わせる事でニオイが引き立つようになるのは、料理の隠し味であるかのようです。デオドラントスプレー等のエチケット商品も一般化し、アロマテラピー等も流行っていますが科学という意味でこうした匂いの事が判ってきたのはごく最近の事なのだそうです。 ■ 登場！におい製造マシーン
● 嗅覚ディスプレイ 東京工業大学理工学研究科 中本高道 准教授 パソコンの画面に映るモノの匂いをリアルに体験できるという装置を作った。そこで、一度に３２種類に匂い物質の元が取り付けられられる装置を作り、その場で任意にミックスし、ヘッドマウントに取り付けられた鼻先のノズルから発せられるようにした。わずか７種類の匂いの元を任意の配合比率でミックスすると、桃の匂いに感じ、その比率を変えるだけで、青りんごの匂いにも感じるという。 この装置、５月の時点で日本科学未来館で催されたイベントで体感できたそうです・・・。やはり東京は羨ましいですねェ・・・ ● そもそも匂いとは？ 匂いは、におい物質の混合で出来ている。匂い物質の元と呼ばれるものは、数十万種類あると言われ、におい物質の組み合わせを考えると、においは無限にあると言える。匂いを構成するものの最小単位は、酸素や炭素等が繋がった分子で、空気中を漂える軽い分子であると言える。また、人間は食べ物を食べる前の匂いを鼻だけで楽しんでいるのではなく、食べた時に喉から上がってくる匂いも楽しんでいる。 同じ成分の比率を変えるだけで、別のモノのニオイとして感じるなんて面白いですよね。まあ、ニオイが様々な混合臭として考えれば、在る意味当たり前なのかもしれませんけど。味覚も 甘味、酸味、塩味、苦味、うま味の5つを基本とし、その比率で味として感じると聞きますが、匂いも同じようなものなのですね。 ■ 発見！におい地図 ● におい受容体 こうした複雑な嗅（きゅう）覚のメカニズムを解明するきっかけとなったのが、 2004年にノーベル賞を受賞したリチャード・アクセル教授らの研究だ。鼻の中にある匂いを感じる受容体の種類は数100種類にも及ぶという。ではどうやって数十万種類のにおい物質を数100万の受容体で嗅ぎ分ける事が出来るのか。 ● 東京大学 新領域創成科学研究室 東原和成 准教授 嗅（きゅう）覚のメカニズムの研究をすすめ、ひとつひとつのにおい受容体が複数のにおい物質を認識している仕組みを解明した。鼻の奥に1000万個近くある嗅神経細胞。ホウキを逆さにしたような形をしており、その毛の先には匂いを感知する受容体が存在する。におい物質と受容体は鍵と鍵穴のような関係で、特定の匂い物質に対して受容体は反応する。とはいえ、一つの匂いといえ形さえ合えば、何種類ものタイプの受容体にくっ付く事が出来る。その複数のタイプの受容体からの信号を、脳の中の嗅球と言われる部分が受け取り、匂いを特定する（脳の中で匂いのパターンの地図が出来ている）と考えられている。この仕組みによって、ほ乳類は数十万種類のにおいをかぎわけていることが判ってきた。 ■ 危険をかぎつけろ ● 九州大学システム情報科学研究院 都甲潔 教授 教授が福岡県にあるロボットメーカーと協力して、「火災検知ロボット」を製作した。教授は不完全燃焼が発生しているタバコからは、水素やアンモニウムが多く発生している事に注目。４つのにおいセンサーを搭載、複数のにおい物質からなる「においのパターン」をかぎわけ、早期に火災を発見しようと考えたとの事。またこうした嗅（きゅう）覚の仕組みを火薬など危険物の探知に役立てようという研究も進められている。 ・水素センサー （不完全燃焼を検知） ・アンモニアセンサー （タバコや科学繊維が燃えている事を検知） ・におい全般センサーA（特定の物質ではなく匂い全般を検知） ・におい全般センサーB（同上） においに関するセンサーを用いて、火災の恐れを検知しようとするのは面白いアイデアですね。それこそ、危険物の探知に応用できる可能性もあるというのならば、税関での麻薬探知等のも応用出来るのかもしれません。そうした意味で、この研究には様々な応用が期待されそうですね。 でも・・・何でロボットに搭載する必要があるのかは個人的には疑問です。それこそ、最近は何でもかんでもロボットと名が付けば研究費が捻出できるのでしょうか？ そんな事はないだろうと思いつつ、本当に実用に向いた形式や設置方法がいくらでもあるのではないか・・・とも思ってしまいました。 |
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北野大教授の地球温暖化問題の授業は目からウロコでしたね。地球温暖化が叫ばれる中、海面上昇が起こる最大の理由は・・・温度上昇による、水の体積の膨張ですか。なる程、極所の氷が解けて水量が増すのも理由の一つですが、それよりも今既に大量に存在している水の量が数パーセントでも増える方が影響度が大きそうですね。 あと興味深かったのが、海による二酸化炭素の吸収量も、温度が高くなるとその能力が低くなるという点。以前から海が二酸化炭素を吸収するのは聞いていましたが、温度がその性質に深く影響しているとは。つまり、温暖化が進めば、海が吸収してくれていた二酸化炭素も吸収されなくなり、温暖化の上昇に拍車がかかるという事のようです・・・・。※関連記事 ＜ＣＯ２＞南大洋は吸収ゼロ 温暖化対策急務に ８カ国調査 ちなみに日本は地球温暖化対策に関する京都議定書において、二酸化炭素6％の削減を目標にしながらも、今のところ当時に比べ8％程増えてしまっているのだとか。合わせて１４％。 仮に１週間として、この１４％の意味を考えてみると・・・ 100％ ÷ 7日 ＝ 14.28・・・ つまり１４％に相当してしまう・・・ 今の生活のうえで、１週間の内、丸一日全く電気やガス、自動車等を使用しない環境を作らないと、実現しない数値といえると番組では例えられていました。うむ〜真面目な話、かなり厳しい話ですね・・・ ちなみに、全く使っていない家電であっても微弱ながら電気を使う事が知られていますが、その量をトータルすると、一般家庭における１０％相当の電気量に値するのだとか。まずはそこから手をつけ、我々ブロガーも、１週間に１日は休みを取るところから始めた方がよさそうですね。（って、今日は既にこれだけ更新記事を書いている私が言える台詞じゃないですね･･･^^;）
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ロボットクリエイター 高橋智隆 / トップランナー■ 総合/デジタル総合 7月21日（土）23：00【教育】／7月26日（木）24：20【総合】
■ 番組公式HP＆ROBO GARAGE 「中腰ではなく、人間のように二足歩行するロボットを作る」ロボット工学の技術者達が長年取り組んできた課題を、たった一人で克服した。高橋は、ロボットのデザイナーであり、プログラマーであり、部品から完成品までを製作する職人。企業や研究所に属さず、すべての作業を独力で行う。人間らしい自然なしぐさと愛嬌のある姿―。スタジオでは、彼が手がけたユニークなロボットを紹介。ロボットを通して描く夢を語る。 クロイノは有名ですよね。この方の事は、メディアで何度も取り上げられているので、何度も拝見した事があります。ロボットに親しみを与えたい・・・ですか。それにしても良く出来てますよね。企業の最先端の研究施設で作っている訳でもないのに。逆に個人だからこそ、変な制約やしがらみが無い分、やりたい事を自由にやれているようですね。 最近は様々な企業によるロボットの研究開発が進み、リモコンロボットによる格闘大会も積極的に開かれるようになり、たくさんのロボットを見かけるようになりましたが、３０ｃｍ大の自立型歩行２足歩行ロボットとしては、デザインセンスといい、歩行の滑らかさといい、今でも目を見張るものがあるなァと思います。特に軸足に体重を横移動させ、バランスをとりながら歩く姿は誰でも思いつくと思うのですが、それをこれだけのコンパクトなボディに収める事をたった独りの能力で行なってしまうのが凄いと思います。また、人間に近い自然な動きに見せるために、スムーズな動きの中に、敢えてちょっとばかり無駄な動きを取り混ぜるという点も判ってる人だなァと感じます。 ホント、独りでこれだけのモノを作り上げれるだなんて、楽しいでしょうね。彼が言うように、今のロボット産業は成熟した業界という段階ではないので、パイの取り合いではなく、一緒にパイを焼こうかといった感じ楽しい。と言っていましたが、自身が好きでたまらないロボットとなれば、この上ないものなのでしょうね。 今後はより早く走れるロボットを製作中との事。しかし、１年で１体のぺースですか。サッカーロボットのプロジェクトや、KYOSHOあたりのメーカーに対するアドバイザー等の仕事にも関わっているようなので、個人のペースとしてはこれ位になってしまってしょうがないのかもしれません。とはいえ失礼ながら、これからどんどん競争が激しくなっていくであろうこの業界で、そのペースで優位性を保っていけるのか心配してしまいます・・・。 そんな彼は、これらのロボットの将来として、１０年から１５年後には、家中の家電をコントロールする「喋って動けるインターフェース」になっていれば・・・と考えているようです。彼が言うように、１０年前のパソコンが必需品でもなかったものが、現代では必需品となってしまったように、これらのロボットが必需品と言える時代が来るのかというと、少々疑問なのですが、夢の部分として、これらの技術がどこまで進む事が出来るのか、観てみたいものですね。
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驚異のクマムシ ７万５０００気圧でもへっちゃら■ ソース驚異のクマムシ ７万５０００気圧 へっちゃら / 岡山大大学院小野教授ら 乾燥状態での生存確認 / 山陽新聞WEB版
岡山大大学院自然科学研究科の小野文久教授（極限物質物理学）、三枝誠行准教授（宇宙生物学）らのグループは、水中やコケに生息する小動物クマムシが、７万５０００気圧という高圧にさらされた後も生き残ることを確認した。 これまでの極限は６０００気圧で、非常に強い生命力を裏付けた。クマムシは８本の足があり、体長は約６００ミクロン（１ミクロンは１０００分の１ミリ）。環形動物と節足動物の間に位置する緩歩（かんぽ）動物の一種で、マイナス２５０度以下の極低温や放射線にも耐える。同グループは、周囲が乾燥すると水分を放出し、たるのような形に体を縮める習性に着目。この状態のクマムシに地下１８０キロの圧力に相当する７万５０００気圧を加え、圧力を加える時間に応じて４グループ（各２０匹）に分けた。これらを水に戻して観察すると、圧力を加えて３、６時間後のグループは２０匹すべて、１２時間後は５匹が生存。２４時間後はすべて死んでいた。動物の細胞は３０００気圧で死滅するとされ、小野教授は「従来の限界を大幅に超える驚くべき結果。生命現象の解明を進めたい」と話している。 ■参照地上最強（?）の生物「クマムシ」を大研究! / R25.JP＆wikipedia：緩歩動物 「樽（tun）」と呼ばれる「乾眠」の状態でのカメムシの耐性 乾燥 : 通常は体重の85%をしめる水分を0.05%まで減らし、極度の乾燥状態にも耐える。 温度 : 151℃の高温から、ほぼ絶対零度（0.0075ケルビン）の極低温まで耐える。 圧力 : 真空から75,000気圧の高圧まで耐える。 放射線 : 高線量の紫外線、X線等の放射線に耐える。X線の致死線量は57万レントゲン。（ヒトの致死線量は500レントゲン） 樽状の乾眠状態には瞬間的になれるわけではなく、十数時間をかけてゆっくりと乾燥させなければあっけなく死んでしまう。 乾燥状態になると、体内のグルコースをトレハロースに作り変えて極限状態に備える。 水分がトレハロースに置き換わっていくと、 体液のマクロな粘度は大きくなるがミクロな流動性は失われず、 生物の体組織を構成する炭水化合物が構造を破壊されること無く組織の縮退を行い 細胞内の結合水だけを残して水和水や遊離水が全て取り除かれると酸素の代謝も止まり、完全な休眠状態になる。 こんなムシ（動物）がいるのですね。恥かしながら知りませんでした。高温・低温・乾燥・高圧・真空・放射線の全てに強いとは。 但し強いのは、周囲が乾燥してくると体を縮めて樽状になり、代謝をほぼ止めた乾眠 (かんみん)という状態になったうえでの事のようですが。また、蘇生？して、その直後動けても、極限状態によるダメージが全く無い訳では無さそうですね。とは言え、驚くべき耐性です。話によると、乾眠の状態ならば、電子レンジで加熱しても理論的には（体に水分が殆ど無いので）死なないのだとか・・・。実験とはいえ、なんかそこまでしなくても・・・とも思ったり^^; それにしても「乾眠」という習性自体が面白いですよね。水をかけると蘇生するだなんで。なんだかシーモンキーを思い出してしまいました。 水が無ければ生物が生まれなかったであろうこの地球上において、最も強い耐性をもつ生物は、その水分をコントロールする能力あってのもの（乾燥状態になると、体内のグルコースをトレハロースに作り変えて極限状態に備える。）というのも面白いですよね。解読に取り組まれているというゲノムにもダメージが無いのかも気になるところですね。
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