Homeトビにタカを产ませる
― 生殖細胞をめぐるテクノロジー ―
(大学院生物圏科学研究科)
中村 隼明 先生
専门分野：动物発生工学
経歴：
2002年04月01日, 2006年03月31日 信州大学, 農学部, 食料生産科学
2006年04月01日, 2008年03月31日 信州大学, 大学院農学研究科, 食料生産科学専攻 修士課程
2008年04月01日, 2011年03月31日 信州大学, 大学院総合工学系研究科, 生物?食料科学専攻 博士課程
2009年04月01日, 2011年03月31日 信州大学, 大学院総合工学系研究科, 日本学術振興会特別研究員 (DC2)
2011年04月01日, 2014年03月31日 基礎生物学研究所, 生殖細胞研究部門, NIBBリサーチフェロー
2014年04月01日, 2015年03月31日 基礎生物学研究所, 生殖細胞研究部門, 特別協力研究員
2015年04月01日, 2017年09月30日 基礎生物学研究所, 生殖細胞研究部門, 日本学術振興会特別研究員 (PD)
2017年10月1日～現在 広島大学, 大学院生物圏科学研究科 陸域動物生産学講座 助教
研究内容 ー 生殖細胞をめぐるバイオテクノロジー
私は大きく3つの课题について研究を行っています。それは、①「始原生殖细胞の操作によって多様な鸟类を细胞レベルで保存する技术の开発」、②「精子干细胞の操作によって多様な动物を细胞レベルで保存する技术の开発」、③「効率的なニワトリ生产を目指した遗伝子机能の解析や生殖细胞の発生分化メカニズムの解明」です。これらの研究に関して、私が取り组んできた顺に绍介したいと思います。
①「始原生殖细胞の操作によって多様な鸟类を细胞レベルで保存する技术の开発」
この研究テーマに関して、以前「トビにタカを产ませる」と題してHIRAKUコンソーシアム成果報告会で発表をさせて頂いたことがあります。私が行っている研究を一言で表した発表タイトルです。つまり、ある動物の精子や卵を別の動物に作らせる、ということです。具体的な成果を紹介すると、天然記念物の岐阜地鶏の始原生殖細胞（精子や卵のもとになる最も未熟な生殖細胞）を取り出して凍結保存し、皆さんがよく食べる卵を生産する卵用品種の白色レグホーンに移植することで、白色レグホーンに岐阜地鶏の精子と卵を作らせ、これらを交配させて岐阜地鶏を復元したという内容です。
この研究を始めた時期は学部3年生の秋の研究室配属の時です。鳥類では、哺乳類で利用されている卵の凍結保存が、技術的に困難です。これは凍結保存できる細胞サイズの限界が哺乳類の卵の大きさであるためです。ですから、鳥類の卵はもちろん、イクラやタラコなど魚類の卵であっても、大きすぎて凍結保存することができません。先行研究において、始原生殖細胞を移植して宿主の生殖巣で精子や卵へ分化させる技術が開発されました。この「借り腹生産」と呼ばれる技術は、鳥類を細胞レベルで保存するための技術として注目されていました。しかし、私が研究を始めた当時、始原生殖細胞の採取?凍結?移植などの操作の効率と借り腹生産技術を利用した個体復元の効率が極めて低いことや、ニワトリ以外の種への発展性の証明など問題が山積しており、これらが実用化を阻んでいました。そこで、これらの問題を一つ一つ解決?改善することで実用レベルの凍結保存法を確立しようと考え、研究を始めました。所属研究室は鳥類の保存をテーマにしていたわけではなかったので、鳥類の生殖細胞を自在に操作する研究ができる畜産草地研究所（現?農研機構 畜産部門）に研修生として参加して研究に取り組みました。
将来的に始原生殖细胞を用いた借り腹生产技术を応用し、ライチョウなどの希少な野鸟の保全に贡献したいと考えています。ライチョウは絶灭が危惧されており、その个体数も少ないですが、年に数个しか卵を产みません。例えば、毎日卵を产む能力を持つニワトリにライチョウの始原生殖细胞を移植し、ニワトリにライチョウを生ませることができれば、种の保存に大いに贡献することができると考えています。现在はまだ、ライチョウを用いるには早い段阶なので、ニワトリに近い仲间のウズラやキジなどをターゲットにして研究を进めていきたいと考えています。その际には动物园等ともぜひ协力したいと考えています。
②「精子干细胞の操作によって多様な动物を细胞レベルで保存する技术の开発」
この研究も借り腹生产技术を用います。ニワトリを対象として研究を进めるうちに、鸟类の生殖细胞の発生は、哺乳类や他の脊椎动物とは异なる特徴があることを知りました。このため、私が鸟类で开発?改善した技术は鸟类以外の动物种への応用が难しいだろうと考えました。その时に、もっと幅広い动物种に适用できる技术や、利用できる细胞はないだろうかと思案した际に、私が注目したのは精子干细胞でした。
精子干细胞とは、精巣の中で精子を作り続ける役割を持つ干细胞のことです。精子干细胞によって精子が大量に作られるシステムは鸟类だけでなく、哺乳类やは虫类、両生类や鱼类にも存在します。特に、哺乳类?鸟类?は虫类の精巣は精细管と呼ばれる管状の构造（ちなみに両生类と鱼类は袋状の构造）を持つことから、精子干细胞を自在に操作できれば鸟类だけでなく、哺乳类とは虫类にも応用できる可能性があると考え、博士号取得后から本研究に取り组んできました。
とはいえ、ニワトリでは精子干细胞の存在は知られていたものの、その正体については全く明らかにされていません。そこで、精子干细胞に関する知见が最も蓄积されていたマウスを用いることに决めました。マウスは遗伝子操作等の技术を用いることができるアドバンテージがあり、このような研究のモデルとしてもってこいの生物でした。
研究のスライド：マウスの精子干细胞移植について
精子干细胞を、予め生殖细胞を除去したマウス精巣の精细管内へ移植すると、精子形成（精子干细胞が精子を作るプロセス）が再构筑します。この精子形成が再构筑した领域をコロニーと呼びますが、コロニーはそれぞれ一つの精子干细胞から生じることが知られています。この研究の魅力は、动物遗伝资源の保存に加えて、现在社会问题となっている男性不妊の治疗に応用できる可能性があることです。しかし、现状では、移植した精子干细胞がコロニーを作る効率が着しく低いという课题がありました。この移植効率を上げない限り、精子干细胞を用いた仮り腹生产技术の実用化は难しい状况でした。
そこで私は、移植した精子干细胞がどのように振舞うかすべて理解することができれば、振舞いを制御することで移植効率を向上させることができるのではないかと考えました。精子干细胞の运命を长期间追跡する方法と、麻酔下で维持した宿主マウス精巣内の精子干细胞の挙动を约3日间连続観察する方法を駆使して、移植した精子干细胞一つ一つの振舞いを丁寧に解析しました。その结果、移植した精子干细胞のほとんどが分化（自身と异なる机能と形态を持つ细胞へと、多くの场合は不可逆的に変化すること）と细胞死によって消失しており、コロニーを作るのはごく一部であることを発见しました。マウスやヒト等多くの动物种において、精子干细胞の分化がビタミン础によって制御されていることは古くから知られています。そこで、宿主マウス精巣におけるビタミン础の合成を薬剤投与によって一定期间阻害した结果、移植した精子干细胞の分化が抑制されることで自己复製（自身と同じ能力を持つ细胞を増殖すること）が促进し、コロニー形成効率を飞跃的に向上させることに成功しました。この方法を用いることで、宿主マウス精巣内で移植した干细胞由来の精子を大量に作らせることができるようになり、今まででは难しかった自然交配でも子供を得ることができるようになりました。今后、精子干细胞の移植効率をさらに上げることができれば、先ほど述べたような种の保存や不妊治疗等に応用することができるようになると考えています。今はマウスでしか実験できていないので、ヒトのモデルとしてサルを用いて精子干细胞を用いた借り腹生产技术の开発に取り组んでいる海外の研究者と共同研究したいと考えています。
③「効率的なニワトリ生产を目指した遗伝子机能の解析や生殖细胞の発生分化メカニズムの解明」
広岛大学に着任后は、ニワトリの遗伝子机能の解析や生殖细胞の発生分化メカニズムの解明を通して、効率的なニワトリ生产技术の确立を目指す研究にも取り组んでいます。私がポスドクとして过ごしている间に、学生の顷にはできなかったような始原生殖细胞を培养皿の中で无限に増やす技术がニワトリで确立されました。それに伴って、培养皿の中で始原生殖细胞の遗伝子操作をし、借り腹生产技术を利用して遗伝子が操作されたニワトリを作ることができるようになりました。ニワトリは产业动物としてのみならず、実験动物としても広く利用されています。このため、ニワトリを用いた基础研究の成果は、产业の効率化に直结する可能性を秘めています。例えば、卵を产むメカニズムや体が大きくなるメカニズムを分子レベルで理解することができれば、それらを制御することで効率的な动物生产につなげることができると考えています。
生き物が好きだった少年時代 ー 生物を“保存”したいという思い
元々私は色々な生き物が好きで、特に昆虫が好きな子供でした。出身地は兵库県神戸市ですが、神戸市というと都会のイメージが强いですよね。しかし、実は神戸市は北半分が山间部で、自然豊かでたくさんの种类の生き物が住んでいる场所です。その中の一つに挙げられるのがトンボで、日本にいるおよそ230种のうち、83种が神戸市に生息しています。とりわけ、私が子供の顷によく観察していたのはベッコウトンボという絶灭危惧种でした。当时私は、昆虫採取を通してトンボの生息环境が种ごとに大きく异なることに気づき、トンボの种类を指标に用いて水辺环境を评価できないだろうかと考えて夏休みの自由研究に取り组んでいましたが、その过程で见つけたトンボです。毎年、神戸市内で唯一ベッコウトンボが生息している池へ観察しに行っていたのですが、小学5年生の时に干ばつと地震で池が干上がり割れてしまいました。翌年その池に行ってみると全く水がなくて、それ以降ベッコウトンボは见られなくなり、神戸市からは絶灭してしまいました。このような経験から、环境の変化に弱い生き物が世の中にはたくさんいるのだということを知り、そんな生き物たちを守りたいと考えるようになりました。それと同时に、「どうしたら生き物を守ることができるのか？」と考えるようにもなりました。
研究者を志して大学へ ー バイオテクノロジーへのあこがれ
私が中学生のころ、クローン技术によって羊のドリーが诞生したというニュースが新闻に掲载されました。この记事を読んで、このように生命を操作することが出来ることに惊き、现在自分が取り组んでいるような、いわゆるバイオテクノロジーに対して强いあこがれが芽生えました。一方で、私はフィールドワークにも兴味があったので、どのような侧面から环境や生物の保存に取り组むか、アプローチの仕方について非常に悩みました。结局、大学时代の研究室配属の时に、バイオテクノロジーってかっこいいという理由で、现在の研究分野を选びました。
高校の顷には受験勉强のモチベーションをほとんど保つことができず、成绩も良くありませんでした。他人とは违うことをしたい、何かを成し遂げたい、という漠然とした思いがあり、一层のこと研究者になって自分の好きな研究をやろうと考えるようになりました。ただ、どのようにすれば研究者になれるのか、キャリアパスについてはほとんどわかっていませんでした。博士号を取得すれば研究者になれると、深く考えることなくエイヤーの势いで大学院へ进学しました。公司の研究者は、会社の経営という侧面がどうしても强くなり、自分のやりたい研究に取り组むことが难しいのでは、という印象がありました。自分のやりたいことをするためには、やはり大学、あるいは研究所で研究をするしかないと考えて、悩むことなくアカデミアへの志望を决めました。
研究活动をする上で知っておいて欲しいこと
これから研究者になろうと考えている皆さんにぜひ知っておいてほしいこととして、「研究者へのキャリアパス」、「スカラシップ制度」、「语学」の3つについて绍介します。
まず「研究者へのキャリアパス」についてお话します。私自身が先ほども话したように、研究者になるためのキャリアパスを把握しておらず、とりあえず博士课程まで进学して博士号を取得すれば研究者になれるものだと考えていました。ですので、どのようなキャリアパスがあるか高校生や学部生の时から知っておくことが重要と考え、机会があれば讲义やセミナーを通して学生に発信しています。私自身は结果的にオーソドックスなキャリアパスを选択したと考えていますが、他にもいくつかの选択肢があります。例えば、公务员の専门职として就职した后に博士号を取得して活跃されている方や、民间公司や研究所でのキャリアを活かして大学教员として活跃されている方等、多様な経歴の持ち主がいるということを知りました。ですから、私は学生に「狭い视野でみる必要はない」ということを伝えたいです。研究者に至る多様なキャリアパスを知り、そして自分に一番合っている选択をできるように备えて欲しいと思っています。
次に「スカラシップ制度」についてお话します。私は院生时代とポスドク时代に日本学术振兴会の特别研究员制度（以下、学振）を利用しました。この特别研究员に採用されると、毎月一定额の研究奨励金が给付されるので、経済的な不安を軽减しながら研究活动に専念することができます。私がこの制度を知ったのは、ちょうど自分の指导教官と学振に申请する同じ研究室の先辈がやり取りしている场面に居合わせた时でした。そこで、その先辈に「お前も出せるから出してみれば？」と言われ、初めて学振という制度の存在を知りました。そこで申请をしてみたところ、幸运にも特别研究员として採用して顶くことができました。また、学位取得后のポスドクの时にも採用して顶くことができ、研究者へのキャリアパスを継続することができました。私が现在大学教员として研究に取り组むことができているのも、この制度のおかげといっても过言ではありません。この他にも色々な制度がありますので、このような研究活动を奨励してくれる制度について知っておくことは研究者を目指す上で非常に重要であると考えています。
最後に「語学」についてですが、私が特に強調したいのは英会話の重要性です。研究活動では英語で読み書きする場面が多々あると思いますが、それはやっていくうちに何とかなります。問題は、国際学会あるいは実際に海外の研究機関と共同研究するような場面です。私は現在、ケンブリッジ大学と共同研究を行っていますが、正直なところ英語でのディスカッションが本当にキツイと感じています。相手が何を言っているのか正確に分からないし、反対に自分が言いたいことも日本语のように100％伝えることが出来ません。すごくもどかしい思いをしています。共同研究では、単に英語で自身の研究を説明するだけでなく、お互いの研究をどう先回って考えられるか、どんなアイデアを提供できるか、といったことも英語でこなさなければなりません。私の経験上、英語ネイティブの方の半分はこちらに合わせてくれますが、もう半分は合わせてくれません。英語が出来ないならもういいや、という風に思われてしまいます。それはとても惜しくてもったいないことです。私自身の課題でもありますが、英語での会話やリスニング力はとても重要です。
学生へのメッセージ ー 為せば成る
&苍产蝉辫;「為せば成る」の一言に尽きると思います。研究者になる过程で様々な诱惑があると思います。例えば、様々なキャリアパスや制度を知れば知るほど戦略的になりがちになってしまい、ある意味で纯粋に研究に打ち込めなくなることがあるかもしれません。でも、そこで自分のやりたい研究の明确なビジョンを持ってしっかり取り组む。得られた研究成果は学会発表や论文としてアウトプットする。上手くいかない时も当然出てきます。でも、一生悬命やり続けていれば必ず谁かがみてくれています。とにかく、やるべきことを然るべきタイミングで愚直にやり続けることだと思います。后は自分なら必ずやれると信じることが大切です。
取材を终えて
とても気さくに、こちらの理解度に合わせてお话をしてくださり、大変兴味深いお话を知ることができました。先生の取り组まれている研究について伺うと、自分の想像をはるかに超える内容のバイオテクノロジーが研究されていて、最新の研究ではこのようなことも実现できるのかと大変惊きました。种の保存や不妊症治疗など多岐にわたる现代社会の课题解决にぜひ贡献していただきたいです。
取材担当：谷 綺音 (広島大学 総合科学研究科 博士課程後期2年)
