神奈川大学は2015年9月30日、同大理学部の菅原正教授らの研究グループが、「何世代にもわたって細胞分裂できるモデル人工細胞」の構築に成功したと発表した。同研究の成果は、9月29日に英科学誌「Nature Communications」に掲載された。

同研究グループでは、2011年に細胞膜に見立てた（ジャイアント）ベシクルと呼ばれる直径3〜10μmの人工の分子膜でできた袋が、外部から膜分子の原料を取り込み、膜内でその原料から膜分子を作り出すことで自らを成長・分裂させ、内部で染色体モデルのDNAを増幅することを報告している。しかし分裂後は、DNAの複製に必要な原料分子が枯渇するため、子世代の人工細胞はそれ以上の分裂ができないという問題があった。

今回の研究では、DNA複製の原料を外部から摂取する手法を開発。既に同研究グループが開発していた、pHによってベシクルの表面電位を制御する方法を改良し、新たに生まれた子世代の人工細胞に対し、枯渇している物質の移送を可能にした。これにより、DNAが枯渇した子ども細胞に、内部でのDNA複製能力を回復させ、孫細胞を作らせることに成功した。同成果は、このモデル人工細胞が現実の細胞と同様に、何世代にもわたって細胞分裂様のダイナミクスを繰り返し得ることを意味するという。

さらに、誕生から次世代を生み出すまでの過程には、現実の細胞の細胞周期と対応して、摂取期・複製期・成熟期・分裂期を巡回する周期性が存在することも分かった。繰り返し分裂が起こるモデル人工細胞の構築に成功したことで、今後は優れた形質を持つ変異種が現れ、進化するモデル人工細胞が誕生する可能性もあるという。

これらの成果は、どのようにして物質から生命が誕生したかという謎の解明につながるものとなる。同時に、原始地球での生命誕生や、原始生命からどのように萌芽的な進化の仕組みを備えるようになったかを知る手掛かりになるとしている。

何世代にもわたり細胞分裂するモデル

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