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よく生きるとは、時計を合わせることである

2022.12.08

Updated by WirelessWire News編集部 on December 8, 2022, 06:51 am JST

※本稿は、モダンタイムズに掲載された記事の抜粋です。身体が持つ時計には意味がある。しかし私たちは、自分の意思を優先させ好きなときに好きなことをする。生体リズムの仕組みの研究者である柴田重信氏が時計遺伝子や体内時計について解説する。

私たちを司る時計遺伝子

体内に存在しながら色々な周期(1日、潮汐、季節など)のリズムを生み出しているシステムが体内時計である。1日の中で朝昼夕夜といった時刻に相当する時間軸の流れを認識するのに必要なシステムはサーカディアンリズム(概日リズム)と呼ばれている。

また、女性の性周期のように約28-29日で変動する体内時計も、さらに繁殖期という言葉があるように季節で変動する体内時計もあるかもしれないが、これらの時計の分子メカニズムは不明な点が多い。ところで、受精から誕生、成長、老化、死までも一連の時間軸の流れであると考えると、これも体内時計の一つといえるかもしれない。

ここでは、2017年のノーベル医学生理学賞の授与理由である「時計遺伝子の働きで作られる概日リズムのシステムの解明」について詳しく考えることにする。時計の仕組みの分子機構が明らかになっていること、生物界共通の普遍的な仕組みであることから、一般的に体内時計という言葉は概日時計と同義的に使う場合が多い。

ハエもマウスもヒトもよく似た時計を持っている

原核生物(地球誕生の初期に出現した生物で、細胞に核を持たない)のシアノバクテリアでも概日時計を持っている。ショウジョウバエもマウスもヒトもよく似た仕組み(似通った時計の道具)で約1日のリズムを産出し、地球の自転周期の24時間に対応している。つまり、我々が地球上で目にすることができる生物は、大腸菌などの細菌類を除いて明暗環境が変化する24時間周期に対応できた生物のみである。ここからは我々の身近な生物である哺乳動物について詳しく述べていくことにする。

胎生期の初期には24時間駆動型の体内時計システムはまだ機能しておらず、逆に周期が短い2時間周期の発生時計が機能し、朝夕など時刻に関係なく器官形成を行っている。ごく最近の研究で、胎生期の初期に無理に24時間周期の時計を発現させると発生・分化がうまくいかないことが報告された。

同様に、iPS細胞やES細胞も発生の初期には24時間周期の体内時計は機能しておらず、細胞が増殖し機能分化が起こってくる時期になると24時間周期の時計が活躍できるようになる。以上をまとめると、発生初期は1日のリズムなど関係なく日夜器官形成を行う方が有利で、胎生期の後期で生まれる頃には地球の24時間周期に近い概日時計を用意した方が有利であるのかも知れない。

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