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2006年9月20日 (水)

ミーシャーの仕事によせて

Mieschers_labo DNAを発見したのは誰かと言うことになると、いろいろ議論もあるでしょうが、少なくとも話をフリードリッヒ・ミーシャーから始めないわけにはいかないでしょう。彼のチュービンゲン城での実験室の写真は有名ですが、ここは中世にはお城の厨房だった場所だとされています。この寒々とした実験室から、20世紀を経て現代に至る膨大なDNAについての研究が出発したのかと思うと、つい感慨にふけりたくなります。

フリードリッヒ・ミーシャー(1844-1895) Friedrich Miescher
父はバーゼル医科大学解剖学・生理学の教授
父の跡を継いでバーゼル医科大学を卒業しますが、難聴のため聴診器の音が聞こえず、医師になるのを断念。チュービンゲン大学ホッペザイラー教授の下で生理学の研究をはじめました(1868年→)。

最初は教授の薦めでリンパ球を使って核と細胞質の研究を始めましたが、生化学実験をやるには実験動物でもヒトの血液でも量が足りませんでした。そこで彼はリンパ球を大量に含む膿(うみ)のついた包帯を材料として実験をすすめることにしました。当時は消毒が不十分で、外科手術をすると感染が起こって大量の膿が出たので、このようなやり方が可能だったわけです。いまの若い人は自分の膿なんてみたことないかもしれませんね。

  1.当時核の未知タンパク質が遺伝物質ではないかという考えがあったので、ミーシャーはまずこのアイデアが正しいかどうか検討することを目的として、核と細胞質の分離を試みました。試行錯誤の結果、ブタの胃の抽出物に含まれるペプシンというタンパク質分解酵素を含む液に、膿の細胞を数時間浸しておくと、細胞が溶けて核が分離できることがわかりました。

  2.こうして得られた核を弱いアルカリで処理し、抽出した物質の溶液に酸を加えると、未知物質の沈殿が生じることを見つけました。同じような物は肝臓、睾丸、酵母、鳥の赤血球からも抽出可能でした(哺乳類の赤血球には核がない)。ミーシャーはこの物質が、それまで知られていたどのタンパク質とも異なることを確かめ、ヌクレインと命名して1869年に学会で発表しました(論文出版は1871年)。このヌクレインがまさしくDNAだったわけです。

  3.彼はヌクレインの元素分析を行ない、通常タンパク質が含む炭素、水素、酸素、窒素以外にリンを含むことを明らかにしました。

その後ミーシャーはバーゼル医科大学でヌクレインの研究を続けましたが、単に普通のタンパク質に無機リンが混入しただけだろう、という批判にはっきり答えられなかったため、しだいに忘れられそうになっていました。そしてその後サケの精子に含まれるプロタミンというタンパク質を発見するというような業績はあるものの、ヌクレインについては28歳で教授になって以来さしたる業績はなく、寒い部屋(部屋を暖めると試料が分解する)であまりに仕事に打ち込んだため、結核にかかって51歳の若さで世を去りました。ミーシャーは死ぬまでヌクレインはタンパク質だと考えていました。

この状況を打開したのはミーシャーの弟子であるリヒャルト・アルトマン Richard Altmann でした。彼は1889年に至って、ヌクレインからほぼ完全にタンパク質を取り除き、残った物質を核酸 (nucleic acid) と命名しました。これが現在の言葉で言えば、精製されたDNAということになります。しかし彼は核酸をバラエティーのない固定した構造の物質と考えていたので、大きなバラエティーが必要な遺伝子の担い手としては不適切だと考えざるを得ませんでした。

このようにミーシャーとアルトマンの考えには、いろいろな時代的制約などによる限界がありましたが、もちろん彼らこそがDNAの発見者であり、彼らの萌芽的研究から、20世紀の輝かしい分子生物学の歴史が誕生したことに疑いの余地はありません。ロバート・オルビー* のように彼らを無視するDNA研究史論には賛同できないし、オルビーはむしろ異端でしょう。

* ロバート・オルビー著 長野敬ほか訳 「二重らせんへの道」上下 紀伊国屋書店

参考:"Friedrich Miescher and the discovery of DNA"  Ralf Dahm, Develop. Biol. 278 (2005) pp.274-288

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