フランソワ・ジャコブ(1920–2013)—ノーベル賞受賞のフランス生物学者・オペロンモデル提唱者

フランソワ・ジャコブ(François Jacob、1920年6月17日 - 2013年4月19日)は、フランスの生物学者で、1965年のノーベル生理学・医学賞をジャック・モノ、アンドレ・ルウォフと共に受賞した。彼の研究は分子生物学と遺伝子発現の理解に大きな影響を与え、細胞における遺伝子の働きとその調節機構の基礎を築いた。

主要な業績

ジャコブは、同僚のモノと共同で、遺伝子発現の調節に関する一連の実験と理論を提示した。特に有名なのがオペロンモデルであり、酵素合成やウイルス合成をどのように細胞が制御するかを説明する枠組みを与えた。細胞における基本的な制御システムの存在を示し、遺伝子の発現がどのようにスイッチのようにオン・オフされるか、調節遺伝子(リプレッサーなど)、オペレーター配列、そして誘導物質の関与などを明らかにした。

彼らの業績は、個々の酵素活性が単に恒常的に存在するのではなく、環境や細胞内の状況に応じて変化すること、すなわち酵素の量が酵素生合成のレベルで制御されることを示した。これには転写(RNA合成)段階での調節が重要であり、転写に対するフィードバックによって酵素レベルが調整されるという考え方が含まれる。こうした理解は、乳糖オペロン(lacオペロン)をはじめとする細菌モデルで実証され、現代の遺伝子発現制御の基礎概念となった。

研究の広がりと著作

ジャコブは微生物遺伝学やウイルス学に始まり、その後発生生物学や進化の分野にも関心を広げた。分子機構の発見だけでなく、生物学的な現象を説明するための概念的・哲学的な考察にも優れ、多くの一般向け・専門向けの著作を残した。彼はしばしば進化を「組み替えと寄せ集め(tinkering)」として論じ、生物が既存の部品を流用して複雑性を獲得していく過程に着目した。

経歴と人柄

ジャコブは長年にわたり研究教育現場で活躍し、多くの研究者を育てた。また、研究成果を通じて分子生物学の礎を築いたことから国際的にも高く評価された。本人の信条については、同僚のモノと同様に生涯を通じて無神論者であったとされる。加えて、彼はユダヤ人の出自を持ち、それが個人史やアイデンティティの一部となっている。

受賞と遺産

1965年のノーベル賞は、ジャコブの提唱した遺伝子制御の概念が生物学全体に与えた深い影響を示すものであった。その後も彼の理論と教育は分子生物学、発生学、進化学における多くの研究の基盤となり、現代生物学の理解を大きく前進させた。ジャコブの著作や思想は研究者のみならず一般にも影響を与え続けている。

2013年4月19日に92歳で死去したが、その科学的業績と教育的・文化的貢献は現在も広く参照されている。

研究内容

1961年、JacobとMonodは、細胞内の酵素の発現量の制御が、DNA配列の転写に対するフィードバックの結果であるという考えを示した。

細菌やその他の細胞は、主要な代謝酵素のレベルやその活性を調節することで、外部環境に対応できることが長年知られていた。

例えば、ある細菌が、より単純な糖であるグルコースではなく、ラクトースを含むブロスの中に身を置くと、その細菌は自らを適応させなければならないのです。

  1. 乳糖を輸入する。
  2. 乳糖をその構成成分であるグルコースとガラクトースに切断すること、および
  3. は、ガラクトースをグルコースに変換する。

細胞が乳糖にさらされると、これらのステップのための酵素が増えることが知られていた。

DNAに関する研究により、すべてのタンパク質はその遺伝暗号から生成されていることが明らかになった。ジェイコブとモノーは、大腸菌(E. coli)において、DNA からその産物(RNA) への転写を抑制する特定のタンパク質が存在することを証明しました。これによって、その特定の酵素の生産が抑えられるのです。

lacリプレッサーは

lac リプレッサーは、ラクターゼ酵素をコードする遺伝子の発現を抑制する DNA 結合タンパク質である。このリプレッサーは、ラクトースのない状態で活性化される。

この抑制因子(lac リプレッサー)は、すべての細胞で作られている。制御する遺伝子のDNAに直接結合し、物理的に転写を阻止している。ラクトースが利用できるようになると、アロラクトースに変換され、lacリプレッサーのDNA結合能が阻害される。

このようにして、一連の乳糖消化酵素が必要なときにだけ作られるような、ロバストなフィードバックループが構築されているのである。

遺伝子活性の制御は、分子生物学の非常に大きなサブディシプリンとして発展してきた。多くのメカニズムがあり、多くのレベルの複雑さがある。現在の研究者は、遺伝情報を発現するプロセスのあらゆるレベルで制御事象を発見している。比較的単純なパン酵母Saccharomyces cerevisiae)のゲノムでは、6,419個のタンパク質コード遺伝子のうち405個が転写制御に直接関与しているのに対し、酵素の場合は1,938個である。

質問と回答

Q:フランソワ・ジャコブとは誰ですか?


A: フランソワ・ジャコブはフランスの生物学者で、ジャック・モノ、アンドレ・ルウォフとともに1965年のノーベル生理学・医学賞を共有しました。

Q:ジャコブとモノは何を発見したのですか?


A:ジャコブとモノは、転写へのフィードバックを通じて、すべての細胞の酵素レベルを調節する、細胞内の基本的な制御システムを発見したのです。

Q:フランソワ・ジャコブは宗教家だったのですか?


A: いいえ。同僚のモノと同じように、彼はほとんど生涯無神論者でした。

Q:フランソワ・ジャコブはいつ生まれたのですか?


A:1920年6月17日に生まれました。

Q:彼はいつ亡くなったのですか?


A:2013年4月19日に亡くなりました。

Q: フランソワ・ジャコブはどのような民族ですか?


A:ユダヤ系でした。

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