生命の細胞や身体は、それぞれの細胞にある特定の情報によって作られます。それは、親から受け継いだ遺伝情報です。どのような蛋白質がいつ作られるかは、DNA（核酸）にある４つの塩基の配列で決まります。
また、DNAは活性酸素や紫外線、放射線、タバコの成分などの化学物質で傷つきやすく、これらの傷があると、遺伝情報が読み取れなくなったり、情報が変わったりすることが起きます。その結果、必要な蛋白質が作られなくなり、細胞が働かなくなったり、死んだり、逆にどんどん増殖したりします。ひいては、細胞の老化やがん化が起きてしまいます。
実は、DNAに傷がつくのは、生命が大昔に生まれた時からの大問題で、バクテリアからヒトに至るまで、全ての生物はDNAの傷を治す蛋白質をたくさん作って傷を治し、遺伝情報を元通りにしているのです。私は、ヒトの細胞内のDNAの傷がどのように治されるかを研究しています。
皆さん、歳をとるにつれて、細胞内の遺伝子の情報が壊れて、働かなくなります。そうすると、細胞は働かなくなるか、死ぬか、あるいは異常な働きをします。細胞が増殖しないように抑えている機構が壊れると、どんどん増殖してしまいます。
癌は老化に伴う病気で、これまでに長い議論がありましたが、今では、ほとんどの癌がＤＮＡの傷が原因で起きることが分ってきました。その傷を治すことがＤＮＡ修復蛋白質の仕事です。それらがどのように治しているのかを知らないと、いわゆるゲノムの病気と言われる遺伝病も含めてこれらの疾患がどのように起きるのかわかりません。
それが分れば、治療をどうすればいいか、につながっていきます。それを解明していくのが、私たちの研究なのです。
第二次大戦後すぐに、大腸菌にＸ線をかけると、非常に死にやすいミュータントが見つかったのです。そのミュータントは、しばらくしてＤＮＡの傷を治す蛋白質をつくる遺伝子が欠損していたことがわかったのです。それが研究の始まりです。そういう機構が、生物すべてに通じるということがわかったのです。このような遺伝子が無いと、細胞は生きていけないのです。つまり生物は全てＤＮＡの傷を絶えず治しながら生存しているということです。
私たちの細胞は、一つの細胞当たり一日に数万もの傷ができます。一時間当りにすると千個もの色々な傷がそれぞれの細胞のDNAに生じていることになります。膨大な数です。たくさんの傷ができても、それを修復するタンパク質がそれを見つけて、どんどん治しているのです。人間ではこの働きの一部が欠けるだけで、癌が起き易くなり早老症になったりします。この働きを制御できれば、老化やがんになるのを遅らせることもできるはずです。このような目的で、私たちは、細胞内のＤＮＡの傷がどう見つけられてどう治されるのか、そのメカニズムを研究しているわけです。
数年前に、レーザーを取り付けた顕微鏡のデモが研究室で行われました。レンズを通して細胞に照射してみると、ただちに猛烈な早さで蛍光をつけた傷を治す蛋白質が集まってきたのです。その動きは圧倒される迫力で、「これだ！」と思いましたね。実は世界中で同時期に良く似た方法が開発されています。我々のユニークな所は、レーザーの照射条件を変えて色々な傷を作る技術を開発し、それぞれの反応を解析しているところと、質量分析法と組み合わせて細胞内での新しい蛋白質を発見していく研究法でしょう。
※顕微鏡のレンズを通してレーザー光によりＤＮＡに傷をつける装置
