自然に学ぶ研究事例

スナギンチャクと共生するカビ（Aspergillus fumigatus）

サンゴ礁の先端部分に貼り付いたスナギンチャク（写真上、灰色部分）は、脊椎をもたず、体内に砂を取り込んで体を支えることから名付けられた。スナギンチャクの表面にはカビ（写真下、光学顕微鏡で撮影）が付着し、その生産物がスナギンチャクを紫外線から守っていると考えられる。

陸上の生物とは異なる進化を遂げ、特殊な環境下で生存する海洋生物は、数十万種とも百万種以上いるともいわれています。その豊富な海洋生物からさまざまな生物活性物質を見出し、医薬品などへ利用しようという研究が活発化しています。すでに、抗菌、抗カビ、酵素阻害、抗酸化、抗腫瘍性など多彩な活性物質が発見され、利用されはじめているのです。

亜熱帯のサンゴ礁海域に生息する無脊椎動物のスナギンチャクからは、無毒で骨重量および骨の強度を増大させる作用がある物質（ノルゾアンタミン）が発見されています。卵巣を摘出した骨粗鬆症モデルのマウスに投与したところ明らかな効果が見られたのです。では、脊椎をもたないスナギンチャクが、なぜこのような物質をもっているのか？　実は、スナギンチャクに共生するカビが、住まいと栄養分の対価として、この物質を生産してスナギンチャクに提供していることもわかりました。

これまでの研究から、この生物活性物質が、荒波にもまれつつ強い日差しにさらされて生きるスナギンチャクに対して、紫外線などの外的ストレスからタンパク質を保護し、その分解を抑制しているのではないかと考えられています。そして実際に、タンパク質の一種であるコラーゲンの分解を抑制し、細胞外マトリックス領域（細胞を取り囲む物質群）のコラーゲン量を増大させる効果もあることが実験で確認されています。

毒性がなく副作用の心配が薄いことから、現在、骨粗鬆症やケガの治療薬としての応用を図るため、活性のメカニズムを解明し、よりシンプルな構造で同等に作用する化合物を設計する研究が進められています。生産者であるカビは培養が難しく、スナギンチャクそのものを大量採取することは種の絶滅が危惧されます。安定的にかつできるだけ低コストで供給するために、天然化合物を化学の力で再現しようとしているのです。

福沢世傑 助教 東京大学大学院理学系研究科 生物の立場にたって考えてみる 自分で潜って採集した生き物に、どんな有用な物質があるかを調べるのは、宝探しのようで面白いですね。環境がまったく違うところで生存する海の生物は、陸の生物では見られない構造を有する物質をもっています。海という厳しい環境の中で、どのように共存共栄しているのかを考えると、物質を通したケミカルコミュニケーションがあるはずなのです。どういった化合物が生産され、やりとりされ、どのような働きをしているのか…。そのメカニズムを明らかにし、それをフィードバックすることで私たちに役立つものづくりのヒントがあるのではないか、それが私の研究の原点になっています。 この生物は、なぜ、そこにいるのか。なぜ、こういう物質をつくっているのか。ある環境で生きている生物の立場にたって考え、環境をよく理解すると、それまで見えなかった新たなものが見えてくるように思います。