人間の細胞は、多くのタンパク質で構成されています。３万個の遺伝子があるので、少なくとも３万種類のタンパク質が作られて、そのうちのいくつか、今の時点ではおそらく２００個位が傷の修復に使われていると考えられます。実際はその倍以上の数の蛋白質が働いていると思います。

　例えば、ある遺伝子が働かないと、太陽光に当たることができず、絶えず太陽光の防御せねばならなくなります。これは、太陽光のなかの紫外線によるDNAの傷が治せないわけです。紫外線による傷を治すには大体３０種ぐらいの蛋白質が働いていて、その一つでも欠損すればそういう状況になります。それほど複雑で巧妙な機構なのです。

　いずれ全て分りますが、解明する方法としては二つあります。一つは、これまで見つけられた蛋白質をベースに、そこにくっついている蛋白質を質量分析機で決めていく方法があります。これを私たちは「芋づる式」と呼んでいます。知られている重要な蛋白質から出発してそれと一緒になって細胞内で働いている新しい蛋白質を見つけてくるのです。その蛋白質が実際にDNAの傷の場で働くかどうかはレーザーを照射して集るかどうかで判断します。このようにして、本当に一緒に働いているかを調べるわけです。だから、実験方法を融合させたわけで、細胞の中でどのように複合体が作られるのかまでわかります。

　もう一つの方法は、まったく新しい蛋白質を調べてみるのです。その遺伝子をとって細胞に入れて、どんな傷に集まってくるのか調べます。これを「網羅的スクリーニング」と呼んでいます。そうすると、細胞の中で働いている全体の蛋白質が見えてきます。そのなかから、がんや老化や遺伝病などの病気に関わっている蛋白質を同定します。それらは、診断や治療などに活用できる可能性があります。。

　傷の形が違うとその直し方も違ってきます。担当の修復蛋白質も異なります。どんな傷も治せる薬が無いということと同じですね。このようにして、大体の傷は治されています。一つのタンパク質がいろいろと働いている場合もあります。
蛋白質は傷を上手に治すためにどんどん進化して新しい蛋白質を作り出し、生き残って来たのです。大昔は今よりももっと環境が厳しくて、ＤＮＡの傷がもっと大量にできたはずです。でも、そこで傷を治すたんぱく質を作るための遺伝子が次々と作られて、厳しい環境を乗り越えてきたのです。 進化は、修復蛋白質の配列を変えて、より効果的に治してきたのでしょう。また、ＤＮＡの傷を治すのは、人間だけでなく下等生物、例えばバクテリアも、大体は同様な機構です。しかし、最近、ＤＮＡの傷を修復するヒトの蛋白質を解析していると高等動物にしか存在しないものがたくさん見つかってきています。 ヒトとマウスの間にも修復の違いが見つかっているくらいです。生存の目的のちがうバクテリアとヒトの神経細胞がＤＮＡの傷を治す方法が同じではないのは当然のことです。これらの研究はヒトゲノムの配列が解明されたこれからの課題です。

　遺伝子の情報は、傷がどんどんつくことで情報が変わりそうなものです。しかし、情報が変わったら、細胞は生きられません。この修復という機能はまさに生きている行為そのもので、それが子孫に伝えられていくわけです。つまり、私たちが生きている基になっているのは、遺伝子の情報です。情報はＡGＣＴの配列の順番です。それが変わってしまったら、進化の意味がなくなってしまいます。傷を見つけて元通りにできるのは、遺伝子の情報が二重になっているからです。ＤＮＡは二重らせんになっていますが、片方の鎖にある情報だけでなくもう一つの鎖に同じ情報があるから、傷を取り除いてもその情報を用いてまた元通りに治せるのです。ですから、遺伝子の情報が二重にあるということの最も重要な目的は、傷を治すことにあるのです。そうじゃないと、傷がついたらその瞬間に情報がなくなってしまうでしょう。
　もう一つの重要な原理は、傷にくっつく能力を持った蛋白質がまず傷を見つけ、そこにたくさんの蛋白質が集結してきて、傷を治すという複雑な仕事ができることです。重要なのは傷に多くの蛋白質が自然に集って来ることです。これは進化が作り出した特定の蛋白質同士が結合する能力で、顕微鏡下で見ると多くの蛋白質が順番にそれぞれの目標に集り修復作業が進行する様が良く分ります。

　カンガルーのＤＮＡに光回復酵素があることを見つけたのは、１９９４年のことです。光回復酵素とは、紫外線できたDNAの傷をこの蛋白質と光のエネルギーで修復する蛋白質です。この蛋白質は傷にくっついた後に、太陽の光を吸収してそのエネルギーをＤＮＡの傷に移して、紫外線の傷を治すのです。この酵素は大腸菌からカンガルーなどの有袋哺乳動物まではありますが、人間などの胎盤を持った哺乳動物には見つかっていないのです。カンガルーと人間の先祖は約一億年前に分化しましたが、それ以前の先祖生物は持っていたことになります。そうすると人間の先祖は胎盤動物になった時点で光回復酵素を無くしてしまったのです。その理由を推測すると、人間の先祖は恐竜などの外敵から身を守るため夜行性になり、紫外線によるＤＮＡの傷の光回復による修復が必要なくなったからだと考えます。ところが、カンガルーなどの有袋動物は、子供をお腹に入れて行動できるので、昼間も狩りなどができたからでしょう、紫外線から身を守る酵素が必要だったのでしょう。これはテレビでアフリカの野生動物が食物を採集するのに子供をどのように隠すかということが重要だという映像を見ていて思いついたのですが、どうでしょう。

　その後、さらに、人間にも光回復酵素に似た蛋白質をつくる遺伝子があるということがわかりました。しかも二つあり、いずれの遺伝子から作られる蛋白質も紫外線の傷は治さないのです。それらの遺伝子を一つずつ持たないマウスを作って、調べてみました。すると、それらは日周リズムを作るように機能していることがわかりました。日周リズムは体の活動の昼夜の区別をつける機構です。この遺伝子は片方だけなら一日を長くしたり、短くしたりしますし、全く持っていなければ一日のリズムがなくなったのです。これは、暗闇で一日中生活させても、普通のマウスは夜行性ですから夜に起きだして活動します。しかし、この二つの遺伝子を無くしたマウスは一日中起きたり休んだりすることが分ったのです。このようなマウスが作られたのは初めてでした。想像に任せますと、この蛋白質はもともと紫外線による損傷を太陽光を使って治していたわけですが、その太陽光を吸収する能力を使って、細胞が昼夜を識別し日周リズムを作る機能も持つ様になったのでしょう。そのうちに紫外線の損傷を治す力も無くしてしまった訳です。この研究成果は、私が以前いたオランダの研究室との共同研究で、１９９９年に『ネイチャー』と『サイエンス』に掲載されました。

　私の今の研究はポスト・ゲノム時代ならではのアプローチ法と言えます。ポスト・ゲノム時代とは、ヒトのゲノム配列が全てわかって、その情報をさまざまな研究に使えるようになったことです。これまでは、ゲノムの配列を探していたわけですが、それがわかり、次に蛋白質の解析に移行しています。 それだけに、これからは蛋白質の時代と言われています。しかし、蛋白質のどのような研究を行うかが問題であり、もちろん情報のデータベースを使って研究するわけですが、色々と新しい実験方法が要求され、開発されています。私たちの方法で、多くの蛋白質が細胞内でどのように働いているかがわかってきます。 この実験方法はこの研究領域の一つのスタンダードになると思います。

　実験方法を開発できたので、これから蛋白質や遺伝子を調べて、病気の原因や治療のターゲットとなる重要なものがどれか、見つけていきます。その結果、がん化や老化の解明と疾患と治療に、たいへん役立つでしょう。