サー・ジョン・ガードン — 核移植とクローン研究の先駆的発生生物学者

サー・ジョン・ガードンの核移植・クローン研究を総覧。体細胞核移植による再プログラム技術と発生生物学への革新的貢献を解説。

著者: Leandro Alegsa

サー・ジョン・バートランド・ガードン(JBG)FRS(1933年10月2日生まれ)は、イギリスの発生生物学者である。核移植やクローンに関する先駆的な研究で知られる。ガードンの実験は、分化した体細胞の核にも完全な遺伝情報が残っており、それを適切な卵細胞の環境に移すことで胚発生を開始させうることを示した点で画期的だった。この業績により、後の体細胞核移植(SCNT)や誘導多能性幹細胞(iPS細胞)研究への道を開き、2012年にはシンヤ・ヤマナカとともにノーベル生理学・医学賞を受賞した。

核移植とは、組織培養している細胞から核を取り出し、核を取り除いた他の細胞に入れることです。体細胞核移植と呼ばれる。この方法で、特殊な細胞を幹細胞のように「再プログラム」することができる。具体的には、まず受精卵や未受精卵の核を除去しておき(エニュクリエーション)、そこへ分化した細胞の核を移植する。移植後に卵を刺激して発生を再開させると、移植された核が胚発生を指示し得ることが示される。

主要な実験と発見

ガードンは主にカエル(Xenopus)を用いた実験で知られている。1960年代の一連の実験で、成体に近い段階の腸上皮細胞の核をエニュクリエートした卵に移植し、正常なオタマジャクシやカエルへと発生させることに成功した。これにより、分化過程で遺伝子そのものが失われるのではなく、発現の制御(エピジェネティックな抑制や活性化)が変化することで細胞の機能が決定されるという考え方が支持された。

意義と後続研究への影響

ガードンの仕事は、細胞の可塑性(プラスティシティ)と再プログラミング可能性を示した点で生命科学に大きな影響を与えた。彼の成果は、1996年の羊「ドリー」誕生など、哺乳類での体細胞核移植によるクローン作製研究の基盤となった。また、2010年代以降に発展した誘導多能性幹細胞(iPS細胞)の研究(山中伸弥ら)とも密接に関連しており、遺伝子発現を制御する因子の同定と応用へとつながった。

応用例と倫理的課題

体細胞核移植や再プログラミング技術は、再生医療や疾患モデル作製、希少遺伝病の研究など多くの応用が期待される。一方で、ヒトクローンの作成や胚を用いる研究に関する倫理的・法的問題は世界的に議論が続いており、多くの国で規制やガイドラインが定められている。研究の進展とともに、倫理、社会的合意、規制の整備が重要である。

遺産と評価

ガードンの研究は発生生物学と再生医療の発展に決定的な貢献をした。学術的な評価は高く、ノーベル賞のほかにも多数の賞や栄誉に値する業績を残している。研究所や教育の場でも彼の名前は広く知られ、これらの分野で今日も多くの研究者がその成果に基づく研究を続けている。

栄誉と賞

1971年に英国王立協会のフェローとなり、1995年にはナイトの称号を授与された。2004年、ウェルカム・トラスト/英国癌研究所は、彼の名誉を称え、ガードン研究所と改名された。また、数多くの賞やメダル、名誉学位も授与されている。2009年にはアルバート・ラスカー基礎医学研究賞を受賞している。

ノーベル賞

2012年、ガードンは山中伸弥と共同で、「成熟した細胞を多能性に再プログラムできることを発見した」として、ノーベル生理学・医学賞を受賞した。「多能性細胞とは、幹細胞のことです。

研究内容

核転送

1958年、当時オックスフォード大学にいたガードンは、ゼノポスのオタマジャクシの体細胞から得た無傷の核を使って、カエルのクローン化に成功しました。これは、1952年にブリッグスとキングが行った胚盤胞の細胞から核を移植する研究の重要な延長線上にあるものであった。

ガードンの実験は科学界の注目を集め、彼が開発した核物質移動のための道具や技術は現在も使われている。

当時は、移植された核が完全に分化した細胞に由来することを、決定的な形で示すことはできなかった。1975年、スイスのバーゼル免疫学研究所のグループによって、ようやくこのことが証明された。抗体産生リンパ球の核を核卵に移植し、生きたオタマジャクシを得たのである。

ガードンの実験は科学界の注目を集め、彼が開発した核移植の道具や技術は、現在でも使われている。クローン」(古代ギリシャ語のκλών klōn=「小枝」に由来)という言葉は、植物に関しては20世紀初頭からすでに使われていた。1963年、イギリスの生物学者J.B.S. Haldaneが、Gurdonの結果を説明する中で、動物について「クローン」という言葉を初めて使った。

2009年にラスカー賞、2012年にノーベル生理学・医学賞を受賞した。

メッセンジャーRNAの発現

また、Gurdonたちは、マイクロインジェクションされたメッセンジャーRNA分子を翻訳するために、Xenopusの卵を使用したパイオニアでもある。この技術は、コードされたタンパク質を同定し、その機能を研究するために広く利用されている。

最近の研究

ガードンの最近の研究は、細胞分化に関わる細胞間シグナル因子の解析と、移植実験における核の再プログラミングに関わる機構の解明(移植DNAの脱メチル化など)に重点を置いている。



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