シドニー・アルトマン：リボザイム（RNase P）研究でノーベル化学賞受賞の分子生物学者

RNA触媒を証明したシドニー・アルトマン——リボザイム（RNase P）研究でノーベル化学賞を受賞した分子生物学者の生涯と業績を紹介

シドニー・アルトマン（Sidney Altman、1939年5月7日生まれ、2022年2月5日没）は、カナダ系のアメリカ人の分子生物学者で、長年にわたりRNA生物学の先駆的研究を行いました。彼は長くイェール大学で教鞭をとり、分子・細胞・発生生物学および化学の分野で重要な貢献をしました。1989年には、RNAの触媒特性に関する研究により、トーマス・セック（Thomas Cech）とともにノーベル化学賞を受賞しました。アルトマンはユダヤ系の家系に生まれました。

業績の概要

アルトマンの主要な業績は、触媒として機能するRNA分子、すなわちリボザイムの実証です。彼の研究は特にRNase Pと呼ばれる酵素複合体に焦点を当てており、そこからRNA自身が触媒活性を持ちうることを示しました。これにより「タンパク質だけが酵素として働く」という従来の概念が覆され、生命の起源や進化に関する議論に大きな影響を与えました。

RNase Pの発見と実験の概要

RNase Pは主に前駆tRNA（pre-tRNA）の5'末端を切断して成熟tRNAを生成する酵素です。従来はこの複合体の触媒活性はタンパク質サブユニットに由来すると考えられていましたが、アルトマンとその研究室は次のような手順でRNA触媒活性を示しました。

• RNase P複合体を生化学的に分解し、タンパク質成分とRNA成分を分離。
• 分離したRNA成分のみを試験管内（in vitro）で前駆tRNAの切断反応に晒し、金属イオン（Mg2+など）や適切な塩濃度を与えた条件下で反応が進行することを観察。
• タンパク質が存在しない状態でもRNAだけで触媒活性が再現されることを示し、RNA分子が自己の触媒能を持つ「リボザイム」であることを実証。

この仕事は、トーマス・セックが独立に行った「グループIイントロンの自己スプライシング」などの成果と並び、RNAが化学反応を触媒し得るという概念を確立しました。RNase Pの場合、RNAは酵素活性の中心であり、タンパク質サブユニットは反応速度の向上や基質認識、安定化などを補助する役割を果たします。

真核生物と細菌との違い

アルトマンの研究以降に明らかになったこととして、RNase Pは真核生物にも存在するものの、その構成と触媒メカニズムには系統間で違いがあります。特に、真核生物（および一部の古細菌）ではRNase P複合体に多数のタンパク質サブユニットが結合しており、これらが触媒活性や基質特異性に不可欠な場合があることが示されています。一方、細菌のRNase PではRNA成分が単独で触媒活性を示す例が明確に確認されています。

学術的・社会的意義

• 進化学的意義：リボザイムの発見は「RNAワールド仮説」を支持する重要な証拠となり、初期生命がRNAを中心に機能していた可能性を強めました。
• 基礎生物学への影響：RNAの多機能性（情報担体・触媒・調節因子）に関する理解が深まり、RNA研究は転写後修飾、RNA干渉、非翻訳RNAなど新しい研究分野を促進しました。
• 応用面：触媒RNAの設計・利用はバイオテクノロジーや医療での新しいツール開発（例えば人工リボザイムやRNAベースの治療法の探索）につながっています。

経歴とその後の活動

アルトマンはノーベル賞受賞後もRNAの構造・機能に関する研究を続け、教育・後進の育成にも尽力しました。彼の業績は分子生物学の基礎概念を更新し、多くの研究者に影響を与えました。晩年は学界で尊敬される立場にあり、数多くの講演や寄稿を通じてRNA生物学の普及に貢献しました。

まとめ

シドニー・アルトマンのRNase Pに関する研究は、RNAが単なる遺伝情報の担い手にとどまらず、化学反応そのものを触媒しうる分子であることを示しました。この発見は20世紀後半の分子生物学における大きな転換点となり、現在のRNA研究の基礎を築いた重要な業績です。

質問と回答

Q: シドニー・アルトマンとは何者か?

Q: 彼はいつ生まれたのですか?

Q: いつ亡くなったのですか?

Q: アルトマンは何のためにノーベル賞を受賞したのですか?

Q: アルトマンの民族的背景は何ですか?

Q: どこで教えていたのですか?

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