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2025-11-06 20:55:00
ショウジョウバエの研究は病気の謎の解明を目指す
あなたはそれを高貴な、またはノーベルのミバエと呼ぶかもしれません。
1933 年、トーマス ハント モーガンは、染色体が遺伝において果たす役割を明らかにしたことでノーベル賞を受賞しました。彼の発見は、次の実験から生まれました。 キイロショウジョウバエ コロンビア大学の研究室「ザ・フライ・ルーム」は、現在では現代遺伝学研究の発祥の地と考えられています。
2000年になって初めて、 キイロショウジョウバエ ゲノム配列が公開されました。その後の研究で、ショウジョウバエはヒトと遺伝子の 60 パーセント以上を共有していることが明らかになり、ガン、糖尿病、アルツハイマー病、パーキンソン病、その他の疾患の原因となる突然変異を研究するための理想的なモデル生物となっています。研究室でミバエを複数世代飼育するのは簡単、迅速、低コストです。卵から幼虫、成虫までの 1 世代に 10 日間かかります。
「大部分の遺伝子の機能は、ハエと人間の最後の共通祖先以来、約2億5千万年にわたって保存されてきました。思わないかもしれませんが、彼らのゲノムは私たちのゲノムと非常に似ています」とクラークの遺伝学者ジャスティン・サッカレー氏は言う。
「ショウジョウバエの素晴らしい点の1つは、過去1世紀にわたって、私たちがその遺伝子がどのように機能するかを研究するための重要な新しい遺伝ツールを多数単離してきたことです」と彼は付け加えた。
モーガンのノーベル賞受賞以来、さらに 10 人の科学者が、ゲノムおよび発生研究におけるショウジョウバエに基づく進歩で賞を受賞しました。
そして生物学科の教授であるサッカレー氏はここ数年、学部生と大学院生を研究室に受け入れ、この集団的で進行中の研究分野に貢献してきました。彼らは、細胞の成長または分裂の時期を制御する上で重要な役割を果たす PLC-ガンマ タンパク質を研究しています。 PLC-ガンマの過剰活性は、「乳がんと前立腺がんの約50パーセント」の原因となっており、それぞれが女性と男性のがんの種類で第1位であるとサッカレー氏は説明する。
この関係のため、サッカレー氏と彼の学生には、現在生物学専攻のイザベル・スパイザー 25 年、修士 26 年、生化学および分子生物学専攻のニコール・スティール 27 年とリリー・ヴィンセント 27 年が含まれているが、過剰活性 PLC-ガンマをうまくブロックできる阻害薬の特定を目指している。彼らはCRISPR-Cas9という、人間のDNA配列を「編集」できる技術を使用している。 キイロショウジョウバエ ヒトの腫瘍で見つかった活性化変異を再現します。
イザベル・スパイザー 25 歳、マサチューセッツ州 26 歳、ジャスティン・サッカレー教授の研究室で働いています。 (写真提供：スティーブン・キング)
ジャスティン・サッカレー教授は、左から、生物学専攻のイザベル・スパイザー 25 年、修士 26 年、生化学および分子生物学専攻のニコール・スティール 27 年とリリー・ヴィンセント 27 年と面会します。
数年前、マライア・トルシビア ’20、MA ’21 はサッカレーの研究室で研究しており、重要な発見をしました。CRISPR 編集の 1 つを使用した数匹のハエには「羽の静脈の 1 つに奇妙な欠陥」があったと彼は回想します。翅の欠損（不完全な後横静脈）は観察しやすいため、サッカレー氏の現役学生研究者らはこれを利用して新規のPLC-ガンマ阻害剤を同定している。
この秋の年2回の学部研究イベントであるClarkFESTでは、スティールとヴィンセントも クロスカントリー チームメイトは、過去 1 年半にわたる研究について説明しました。 翅の欠損を研究するために、彼らは導入遺伝子X10（人為的に導入された遺伝子）を含むPLC-ガンマをショウジョウバエに挿入し、他のショウジョウバエと交配させて、第3染色体上にX10のコピーを複数持つハエの系統を生成した。翅の欠損のほかに、彼らはショウジョウバエの系譜における別の表現型（生物の遺伝子構造から生じる形質）、つまり昆虫の複眼にある余分なR7光受容細胞についても研究している。
「私たちはいくつかのエキサイティングな新しいハエの系統を検討しており、薬物スクリーニングプロトコルの開発と開始を検討しています」と、生化学と分子生物学を専攻し、クロスカントリーチームのメンバーであるリリー・ヴィンセント’27は言う（上、ClarkFESTで発表）。
サッカレー研究室のショウジョウバエのゲノム編集は「同じ PLC ガンマ」を模倣 [protein] スティールとヴィンセントのポスター発表によると、「ヒトT細胞白血病の患者によく見られる活性化変異である。彼らは、この活性化変異と、X10を介した正常タンパク質の余分なコピーによって、活性化されたPLC-ガンマをブロックする新規薬剤を探すために使用できる、より顕著な翼静脈表現型を作り出すことを期待している。これは重要な発見となるだろう。現在、このタンパク質を特異的に標的とする薬剤はない。」
ハエの系統が研究者の目標を達成できなかった場合、研究は残念なものになる可能性があるとヴィンセント氏は言う。 「しかし、私たちは前進し続けるつもりです。私たちはいくつかのエキサイティングな新しいハエの系統を検討しており、薬物スクリーニングプロトコルを開発して開始しています。」
昨年の夏、ペン・ファミリー研究フェローシップから資金提供を受けたスティールさんは、彼女とヴィンセントがサッカレー氏の研究室で働いて多くのことを学んだという。 「彼は私たちが理解できるように物事を説明するのが上手です。そして、もし私たちが間違いを犯したとしても、それを学習の機会として捉えてくれます。」
研究は進行中のプロセスであり、忍耐が必要である、とサッカレー氏も同意する。ほとんどの科学的発見は、思いつきで起こります。
「長期にわたってまったく進歩がないと感じますが、場合によっては、実際には進歩していないこともあります」と彼は言います。 「しかし、突然、あなたはそれを理解しました。」
ジャスティン・サッカレー教授は「私たちが理解できる方法で物事を説明するのが得意です」と生化学と分子生物学を専攻し、クロスカントリーチームのメンバーであるニコール・スティール’27は言う。彼女の夏の研究は、ペン・ファミリー・リサーチ・フェローシップから資金提供を受けました。
#私たちの遺伝的いとこは私たちに何を教えてくれるでしょうか