1秒間に、人体の細胞100万個が死滅します。死に方も違うし…

死は純粋な損失のように思えるかもしれませんが、細胞レベルまで視野を広げると、死は違った、より微妙な意味を帯びてきます。細胞が「生きている」か「死んでいる」かを定義すること自体が困難です。

今日、科学者たちは、細胞が消滅するさまざまな方法と理由、そしてこれらのプロセスが生物系にとって何を意味するのかを理解するために研究を続けています。細胞生物学者のシャイ・シャハムがポッドキャストのホストであるスティーブン・ストロガッツに加わり、細胞死のさまざまな形態、進化と病気におけるその役割、そして細胞死の適切なタイプとパターンが私たちの発達と健康にとってなぜそれほど重要なのかについて話し合います。この番組をストリーミングしているこの瞬間に、あなたの体内の何百万もの細胞が死滅しています。これらの細胞の中には、アポトーシスなどの自然に制御されたプロセスを通じて死ぬようにプログラムされているものもあります。一部の細胞は、ウイルスの侵入のさらなる拡大を防ぐために、感染後に自らの生命を積極的に終わらせます。一部の細胞は物理的な損傷により壊死を起こし、細胞膜が破裂して内容物が漏れ出します。細胞が死ぬ方法は 12 種類近くあることがわかっています。そして、これらのプロセスを制御する方法を学ぶことは、患者にとって大きな違いをもたらす可能性があります。

マウス前脂肪細胞のアポトーシス。 © ウィキメディア

ストロガッツ氏：細胞死についてもっと知りたいと思っています。そこで、細胞の生命から始めてみようと考えました。細胞のどのような特徴によってそれが生きていると判断できるのでしょうか?

シャハム：この質問は実はかなり複雑です。細胞が生きているか死んでいるかを判断するために使用する基準やアッセイによって異なります。たとえば、細胞が動いている場合、その細胞は生きていると言えるでしょう。しかし、細胞が動かないのであれば、「生きているとはどういうことか」と問わなければなりません。食べ物を代謝しているのでしょうか？それとも他の細胞に信号を送っているのでしょうか?しかし、化学的に活性であるが生物学的機能を全く果たさない細胞でも、そのような活動が起こる可能性があると考える人もいます。細胞死研究の分野において、「死んだ細胞」をどのように定義するかは、長年私たちを悩ませてきた問題です。そして少なくとも私にとって最も同意する定義は、「細胞が完全に消えれば、それは死んでいる」というものです。それ以上は判断が難しいです。

SB:この質問がとても微妙なのが興味深いですね。多くの人は、細胞が分裂することで生命を維持すると信じています。細胞分裂は生きていることの重要な特徴なのだろうか？と私は思いました。細胞が生きているとみなされるためには分裂しなければなりませんか?

SHA: 細胞が分裂しているなら、それは明らかに生きているのです。しかし、疑問は、分裂しない場合は必ず死んでしまうのか、ということです。これに対する答えは、具体的な状況によって異なります。たとえば、細菌の胞子の中には、分裂せずに何年も生き続けるものもありますが、適切な時期が来ると胞子の状態から目覚め、再び分裂して繁殖し始めます。では、数十年続く可能性のあるこの期間中、細胞は死んでいるのでしょうか、それとも生きているのでしょうか?

© ヘイティ・ペイブス/SPL/サイエンスソース

これは、私たちの研究室が C. elegans を研究しているので、私がとても気に入っている例です。最近、約4万年前に凍結したシベリアの永久凍土から線虫が抽出され、実験室で復活しました[1]。そこで、あなたはこう尋ねずにはいられません。この 4 万年の間に、この生物は死んでいたのでしょうか、それとも生きていたのでしょうか?

SB: 信じられない！これはとても興味深いですね。私たちの日常言語には、「仮死状態」と呼ばれる概念があります。あなたが言及した胞子は、平たく言えば、「復活」するのを待っているようです。しかし、仮死状態にある彼らの本質は一体何なのでしょうか?これにより不可逆性の問題が生じます。

シャ：はい、あなたが今心配している問題は、私たちの分野でも長年の課題となってきました。結局のところ、すべては測定方法にかかっています。たとえば、分裂するまでに 100 年待つ胞子があるとします。 30 年目にして、数週間かけてその活動を監視したとしたら、どのような基準で見ても死んでいるだろう。 100年後に再び復活したとき、初めて「ああ、生きていたんだ」と言えるでしょう。しかし、基準を変えて、代謝活動、ゲノムの変異の蓄積、または他の細胞に送られるシグナルを測定すると、テストで「活動」が示される限り、生きているとみなすことになります。しかし、これは単なる操作上の定義にすぎません。この問題に神秘主義の要素を持ち込む必要はないと思います。

S: 細胞が生きているかどうかを判断するために、いくつかの操作的定義を使用できることが非常に明確に示されています。この方法は比較的客観的であり、例えば、代謝しているのか分裂しているのかを検出することができます。生と死をより明確に定義するために、細胞の特定の部分など、いくつかの新しい視点を紹介したいと思います。細胞の一部が死ぬことはありますか?それとも、死は細胞全体で起こらなければならないのでしょうか?

サンド：もちろんです。先ほど述べたことを覚えておられるなら、私が気に入っている「死んだ細胞」の定義は、細胞が完全に消滅したときに死んだということだ。しかし、細胞の一部が消失してしまうケースもあります。これは、手続き上の出来事（通常の生物学的プロセス）である場合もあれば、怪我やその他の事故によって引き起こされる場合もあります。

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例えば、動物が成長するにつれて、ニューロンから軸索と呼ばれる神経細胞が伸びていきます。軸索はニューロンから伸びて他のニューロンと結合し、脳の正常な機能を維持する長くて細い突起です。正常な発達の過程で、一部の軸索が後退し始めることがあり、これは「退縮」と呼ばれる現象です[2]。機能的には、退縮した軸索は機能を失い、実際に消滅しつつありました。つまり、細胞の一部が「死んでいる」と言えます。

SB: それで、プログラムされた細胞死についてお話しましたが、これは私が次にお話ししたいトピックです。 「壊死」と呼ばれる細胞死の形態について読んだことがあります。細胞が死ぬと何が起こりますか?

SHA: ここで、細胞死の 2 つの異なるモードを区別したいと思います。細胞死の 1 つのタイプは、遺伝子プログラムによって決定されます。遺伝子プログラムとは、細胞の DNA 内に存在する特定の遺伝子のセットであり、細胞を死に導くように特別に設計されています。このプロセスは進化によって選択され、細胞が自らを消滅させることができるように次の世代の細胞に受け継がれます。死ぬもう一つの方法は、独房を踏んだときに起こることと似ています。細胞が損傷を受ける不自然な方法は無数にあり、壊死もその 1 つです。壊死は定義が曖昧な用語ですが、一般的には、遺伝子制御下にない無秩序な形態の細胞死として説明され、典型的には細胞の膨張、細胞膜の異常な形成、そして最終的には細胞内容物の周囲環境への漏出として現れます。

SB: それが免疫システムの反応を引き起こすのでしょうか?

サンド：はい、一般的に言えば、遺伝的にプログラムされた細胞死と外部からの力によって引き起こされる細胞死の違いは、前者は死ぬときに周囲の環境をできるだけ乱さないように、非常に「クリーン」になるように設計されていることです。実際、死滅のプロセスでは周囲の細胞へのダメージを最小限に抑えるためにあらゆる手段が講じられます。しかし、もう一方のタイプの死は、通常、周囲の細胞からの強い反応と、動物が免疫システムを持っている場合は、破裂した細胞が周囲に与えたダメージに対処しようとする免疫細胞からの強い反応の両方を引き起こします。

S: 先ほど「アポトーシス」という言葉に触れましたが、これは比較的「クリーン」なプログラムされた死の方法です。私の言う通りでしょうか？私たちが今話しているのはこれですか?

Sha: この分野を研究する人々は、プログラムされた細胞死をアポトーシスと同一視することが多いのですが、実際にはそれは完全に正確ではありません。アポトーシスはプログラムされた細胞死の単なる一形態です。私たちの研究室では、「リンカー細胞型死」（LCD）と呼ばれる異なるタイプの細胞死を発見しました[3]。私の同僚がショウジョウバエで研究した細胞死の形態が少なくとも 1 つあることも知っています。つまり、現在私たちが知っている、遺伝的にプログラムされた細胞死の経路は 3 つあるということです。

SB: 私たちにとって、それらはどのようなものなのか説明していただけますか?細胞がこれら 3 つのタイプの死のいずれかを経験するとき、私たちはどのように考えるべきでしょうか?

サンド：アポトーシスに関して言えば、この言葉は実は 1970 年代初頭にジョン F. R. コールとアンドリュー ワイリーが論文で初めて作った造語です (この言葉は、木から落ちる葉を意味するギリシャ語に由来し、死の過程を表しています)。これは核内の DNA またはクロマチンが凝縮し、非常にコンパクトになるため、もはやその機能を果たせなくなるという特徴があります。さらに、細胞の大部分を占める細胞質も縮小します。多くの場合、細胞質内のミトコンドリアなどの細胞小器官が分解されますが、これは通常、死の過程の後期に起こります。全体的に、プロセスは非常に迅速でした。座ってこのプロセスを経る細胞の数を数えてみれば、この死に方がいかに一般的であるかが分かります。

©京都大学

つまり、細胞が除去される非常にコンパクトな分解プロセスです。これらの死にゆく細胞の表面には、「私を食べて」という信号と呼ばれる特別な信号が現れ、それが近隣の細胞や専門の食細胞に、死んだ細胞を飲み込んで分解するように指示します。ほとんどのプログラム細胞死はこの経路をたどり、アポトーシスは私が今述べた特徴を持っています。コネクタ細胞の死は、ある程度、アポトーシスの「鏡像」に近いと言えます。この死のプロセスの間、クロマチン凝縮はほとんど起こりません。実際、この細胞死の特徴は、非常に緩んだクロマチンです。さらに、アポトーシスの場合のように死滅の過程の後半になって初めて欠陥が現れるのではなく、細胞小器官は最初から膨張する傾向があります。しかし重要なのは、これらの死にゆく細胞は依然として表面に「私を食べてください」という信号を表示しており、近隣の細胞や専門的な食細胞によって除去され、分解されるということです。

BS: 私はこの2番目のタイプの細胞死に非常に興味があります。まず、私はそれについて聞いたことがなく、第二に、私のキャリアにおける最初の科学論文はクロマチン繊維構造の数学的モデリングに関するものでした。では、「リンカー」とは、ヌクレオソーム間の接続 DNA のことを指しているのでしょうか?

サンド：実はそうじゃないんです。私たちはこの細胞死を線虫Caenorhabditis elegansで発見しました。これは、リンカー細胞と呼ばれる雄の線虫の単一の細胞が死ぬときに発生します。発達中の男性の生殖腺を精子放出経路に接続するため、「コネクタ細胞」と呼ばれます。この細胞は生殖管と出口チャネルの間の「プラグ」として機能します。動物は、この新しいリンカー細胞型の死のプログラムを通じてそれを排除し、2つのチャネルが融合して精子が放出されるようにします。

© セルプレス

電子顕微鏡を用いて、この細胞死の特徴は C. elegans のこの細胞に限定されず、哺乳類や人間の発達過程においても一般的であることが観察されました。実際、私たちの神経系で起こる細胞死の多くにはこの特徴があります。さらに、リンカー細胞の死にはもう一つ注目すべき特徴があります。核膜に「クレネルレーション」と呼ばれるくぼみができ、波状の外観になります。これはまた、多くのヒトの病気における細胞死の特徴でもあります。リンカー細胞死が、例えばこのタイプの細胞死が誤って活性化される病的状態など、特定のヒト疾患において役割を果たしているかどうか、私たちは非常に興味を持っています。

SB: 細胞死と人間の病気の関係に戻りたいです。しかし、もしよろしければ、ウイルスやその他の病原体による攻撃に反応して細胞が死ぬ場合など、防御機能に関連するいくつかの細胞死の経路について議論を進めたいと思います。

SHA: これらの症状の多くはアポトーシスと多くの共通点があり、その名前は特定の状況に基づいて付けられることが多いです。たとえば、ピロプトーシスは炎症に反応して起こるアポトーシス細胞死の一種です。 「pyro」という言葉は、炎症またはこの「熱い」状態に関連する概念を指します。

好中球が炭疽菌（オレンジ色）を貪食する。 © セルプレス

基本的な原理は、細胞がウイルスや細菌に感染すると、宿主生物の利益のために、細胞はウイルスや細菌が体全体に広がるのを防ぐために自己破壊を選択するというものです。アポトーシスによる細胞死に加えて、感染細胞を標的とする経路は数多く存在します。例えば、細胞傷害性T細胞はウイルスに感染した細胞を認識すると、パーフォリンと呼ばれるタンパク質を放出します。名前が示すように、これらのタンパク質は標的細胞の膜に穴を開け、アポトーシスを引き起こしたり、細胞の内容物を漏出させたりして、最終的に循環する食細胞によって細胞が崩壊し、除去されます。同様の状況は、病原体が侵入した細胞に対する体の別の反応である補体媒介細胞死でも発生します。通常、これは非常に複雑なタンパク質カスケードであり、最終的には感染した細胞が「私を食べなさい」マーカーとして機能するタンパク質で覆われることになります。他の例とは異なり、この場合は細胞自体が内部から破壊されるのではなく、食細胞によって除去できるように「有害」とマークされます。

SS: これらの議論から私が受けた印象は、細胞がこれらのプログラムを実行したり、「私を食べなさい」というレッテルを貼られることを許したりするときに、「集団の利益」のために行動しているということです。これは周囲の細胞や組織を助けるためです。これは多細胞生物に特有の現象のようです。もしそれが単細胞生物であったなら、こうしたことをする動機がないかもしれない。これらのプロセスは多細胞生物の文脈で発生します。私の理解は正しいでしょうか?

サンド：あなたの考えは基本的に正しいですが、私はそれを多細胞生物に限定するつもりはありません。この原理は、細胞集団が生存のために互いに依存する必要がある環境にあるときはいつでも適用されます。したがって、多細胞生物では、個々の細胞は「集団の利益のためには犠牲を払う必要があるかもしれない」という原則に従わなければなりませんが、細菌でも同じことが言えます。たとえば、細菌は、多くの細菌がシート状に配列した、いわゆるバイオフィルムを形成する傾向があります。飢餓状態では、バイオフィルムが十分な食料を提供できない場合、一部の細菌は生き残った他の細菌に栄養を与えるために自滅することを選択します。この原理は、単一の多細胞生物内とより広い多細胞環境の両方において、細胞の集合体全体に当てはまります。

SS: ですから、「多細胞性」は必ずしも単一の多細胞生物に限定されるのではなく、あらゆる形態の多細胞生物を含む広い意味で考えることができます。サンド：この原則の重要な例は動物の文脈で見つけることができます。たとえば、本質的に「超生物」と表現されるアリのコロニーでは、それぞれのアリがコロニー内で重要な役割を果たします。多くの場合、アリはコロニーの生存に不可欠な構造物を作るため、あるいは食料を供給するために、自らを犠牲にする必要があります。

© ザ・カンバセーション

YouTube やナショナル ジオグラフィックには、アリが他のアリが通れるように橋を建設する様子を示す素晴らしいビデオがいくつかあります。橋の役目をするアリはしばしば死んでしまい、その外骨格が橋の一部となり、他のアリが歩けるようになります。個々の動物が全体の利益のために自らを犠牲にする例はよく見られます。

SB: それは興味深いですね。また、C.エレガンスについてお話がありましたので、お聞きしたいのですが、この体長わずか1ミリメートルほどの小さな線虫は、発達、遺伝学、行動、神経生物学、老化など、生物学のあらゆる分野で私たちに多くのことを教えてくれました。私たちはこの小さな生き物から信じられないほど多くのことを学びました。聞き手の中には、C. elegans に馴染みのない人もいるかもしれないので、C. elegans について、またそれが細胞死のプロセスを理解するのにどのように役立つのか、そしてなぜ重要なのかについて簡単に紹介していただけますか?

サンド：もちろんです。細胞死を研究したい場合、特定の瞬間に特定の場所にある細胞が死ぬことを知っておくと役立ちます。この予測可能性により、事前にシステムを操作し、あらゆる種類の質問をすることができるからです。ほとんどのモデル システムでは、この予測可能性は存在しません。しかし、線虫、特に C. elegans では、これが可能です。線虫 Caenorhabditis elegans の注目すべき特性は、受精卵から成虫までの細胞分裂のパターンが、わずかな例外を除いて、同じ集団の個体間ではほぼ同じであるということです。同時に、細胞死のパターンも全く同じでした。私たちは、線虫 C. elegans の細胞に名前を付けることで、このパターンの一貫性を実証します。この細胞は「Moi」、あの細胞は「Coli」と言うかもしれません（もちろん、実際には ASE、NSM、CEP シースなど、もっとつまらない名前が付けられています）。一方、私たちや他の脊椎動物では、細胞に名前を付けて、すべての個体に同じ細胞を見つけることはできません。 「コリー」と呼ばれる細胞は、受精卵が分裂を開始してから 4 時間 20 分後に死に、死に至るプロセスは 25 分間続くと断言できます。これらの詳細は、1970年代後半から1980年代初頭にかけて、ボブ・ホーヴィッツとジョン・サルストンという2人の著名な科学者によって決定されました。[4]彼らは受精卵から成体までの完全な細胞分裂パターンをマッピングした。研究者たちは、これらの分裂が進むのを観察していくうちに、いくつかの細胞が最終的に消滅することに気づきました。これらは死んだ細胞でした。

© カロライナ生物学

例えば、発達中の C. elegans の雌雄同体では、1090 個の体節が生成され、そのうち 131 個が死滅し、最終的に合計 959 個の体節が残ることが分かっています。この精度があれば、同じ細胞を何度も観察して細胞死の原因を理解しようとする、あらゆる種類の遺伝学や細胞生物学の研究が可能になります。これが、C. elegans を使って細胞死を研究する最大の利点だと思います。

SB: それで、もし興味がある人がいたら、捕まえるのはそんなに難しくないですよね？土を一掴みしたら、その中に線虫がたくさんいるってことですよね？

砂：線虫Caenorhabditis elegansは世界中に広く分布しています。実際、私がロックフェラー大学の研究室で働き始めたとき、最初に思いついたアイデアの一つは、C.エレガンスの「ロックフェラー版」を見つけようとすることでした。私は外に出て土壌サンプルをいくつか採取し、寒天培地（線虫を育てる方法）の入ったペトリ皿に置いて、線虫が出てくるのを待ちました。案の定、私たちは彼らを見つけました。私は線虫の「ロックフェラー版」を発見してとても興奮しましたが、後にロックフェラー大学の土壌は実際にはニューヨーク州北部から輸入されたものであることがわかりました。したがって、これらの線虫は実際には「在来線虫」ではなく、ニューヨーク州北部のものです。

S: ハハ、まるで「田舎の線虫」が「都会」に引っ越してきたみたいだね。あなたが今話してくれた話はとても興味深いですね。受精卵から成虫までの C. elegans の発育過程は、機械のように正確です。この現象は人間や他の複雑な生物ではそれほど予測できないと述べています。皆さんの中には、この特定の線虫は生物界全体でもユニークなのだろうかと疑問に思う人もいるでしょう。この奇妙な線虫を研究することが私たちにとって実際に意味があることを、どうか私たちに納得させてください。

サンディ：まず第一に、彼らは本当に特別だと言うべきです。他の生物にはできないことができることがある。これは無視できません。しかし、他の動物との関連性を見ると、DNA配列とゲノムを見るだけでそれがわかります[5]。 C. elegans の DNA 配列、ゲノムは、私たちのものとほぼ同一です。たとえば、アポトーシスのプロセスはカスパーゼと呼ばれるタンパク質によって実行されます。他のタンパク質を切断するこのタンパク質は、C.エレガンスとヒトでほぼ同一の遺伝子によってコード化されています。ニーチェの視点に当てはめると、「人間は虫である」という表現の方が適切かもしれません。

SB: この引用文はよく知りません。これはニーチェが言ったことでしょうか？

SS: はい、ドイツ語でしたが、これは翻訳版です。

SS：彼が細胞生物学者だとは思いませんでした（笑）。おそらく彼は何らかの洞察力を持っていたのでしょう。次に、ペトリ皿内の細菌から C. elegans、さらに複雑な生物に至るまで、細胞死を研究するために使用されるさまざまな実験システムを調べたいと思います。細胞死を研究できる最適な規模はどれくらいでしょうか?

サンド：さまざまな規模のレベルから始めることが非常に重要だと思います。最小レベルは単一のセルです。細菌の細胞死は、健康問題だけでなく、細菌はどのようにして死ぬ必要があると判断するのかという基本的な科学的疑問に答えるためにも重要です。細菌におけるこの問題を研究するのは非常に興味深いです。細胞培養の研究からも多くのことがわかります。たとえば、人間やマウスの細胞を採取し、培養して分裂させたり死なせたりした場合、細胞が死のプログラムを実行する状況を理解できない可能性があります。しかし、細胞に死ぬか死なないかを指示する分子メカニズムとシグナル伝達経路については、多くのことを学ぶことができます。この単純化された細胞培養モデルでいくつかの原則を確立したら、これらの理解を生物にまで拡張することができます。たとえば、細胞培養で発見された遺伝子が生物の細胞にどのような影響を与えるかを調べることなどです。生物レベルでは、細胞死の集団現象など、この文脈でのみ探求できる疑問もあります。それは単一の細胞の死ではなく、細胞群の集団的な行動です。これは発生生物学の分野、特に形態形成に関わるプロセスにおいて最も詳細に研究されています。形態形成とは、多細胞生物が特定の形状を形成する過程です。彫刻家ロダンはかつて、石の中に隠された彫像を明らかにしようとしたと語った（編集者注：この発言はミケランジェロも言ったかもしれない）。細胞死も同様に機能します。つまり、特定の細胞の死によって特定の形状を形成する細胞塊が存在します。最も有名な例の一つは、脊椎動物の指と足指の形成です。

SS: 指や足指の形成のことですか?

©リサーチゲート

サンド：はい。例えば、ヒトの胚発生の過程では、全ての脊椎動物の胚は非常に明確な指間細胞膜を持つ[6]。私たち人間のような脊椎動物では、これらの膜に付着した細胞が大量に死滅し、最終的に別々の指を形成します。しかし、アヒルではこの細胞死はほとんど起こらないため、足には水かきがあるのです。

SB：それはすごいですね。アヒルの水かきが成長したのではなく、他の動物が水かきの構造を「切り取った」のです。遺伝的変異もあるのだろうか？私の親戚の中にはいつも「私の足の指を見て。真ん中に水かきがあるよ」と言う人がいます。

サンディ: これらはおそらく、胚の発達中に完全に除去されなかった痕跡構造です。

BS: 人間の側面に戻ると、細胞死に関して、これは臓器不全を回復したり、大量の細胞死の問題に対処したりするのに役立ちますか?

SHA: 細胞死はほぼすべての人間の病状に関連しています。大まかに言えば、これらの質問は 2 つのカテゴリに分けられます。 1つは臓器梗塞などの過剰な細胞死を伴う疾患です。たとえば、心臓発作時の心筋細胞の死や、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患における脳細胞の死などです。もう 1 つのタイプは、死ぬべきなのに死なない細胞であり、これはほぼすべての癌における本質的な問題です。がん細胞では、特定のプロセスが機能しなくなり、これらの有害な細胞が正常に排除されなくなり、不適切に生き残ることになります。

癌細胞の分裂と増殖。 © ウィキペディア

原則として、これらの質問はほぼすべての主要な病気をカバーしています。細胞死がすべての病気の根本原因というわけではありませんが、細胞死を防ぐことができれば、完全に消滅してしまう細胞を治療するための時間を稼ぐことができる場合もあります。応用面では、さまざまな疾患の状況において細胞死を阻害または促進することで問題を解決しようとする薬物研究がいくつか行われてきました。例えば、現在臨床で使用されている薬剤の中には、腫瘍内の特定の細胞の死を特異的に引き起こすものがあり、これらの薬剤の開発は、細胞死のメカニズムと関連分子の理解に基づいています。

SS: 先ほど細胞表面の「私を食べて」というシグナルについてお話されましたが、このメカニズムががん免疫療法や同様の治療に応用できるのではないかと思わずにはいられませんでした。

Sha: 現在、「私を食べなさい」というシグナルを特にターゲットにした臨床試験はありませんが、これらのシグナルを人工的に作り出すことは可能です。がん細胞の表面に他の正常細胞とはまったく異なる独自のマーカーを見つけることができれば、がん細胞のアポトーシスを誘発する特定の抗体を生成することができます。これにより、体内の他の細胞を傷つけることなく、がん細胞を正確に殺すことができます。実際、がん治療の分野では免疫療法として知られる驚くべき革命が進行中です。それが基礎です。その考え方は、体が腫瘍細胞上の特定のユニークなマーカーを認識し、それらのマーカーに対する免疫反応を生成できるようにし、その後、免疫細胞が前述のさまざまな方法でそれらの腫瘍細胞を破壊するというものです。

BS: 私たちは、過去数十年間にわたって細胞死について何が発見されたかを調べることに多くの時間を費やしてきました。あなたが生きている間に答えを見つけたい質問はありますか？また、この分野には他にどんな興味深い未解決の謎があると思いますか？

サンド：そうですね、私たちはまだ勉強して学ぶべきことがたくさんあると思います。この会話の冒頭で述べたように、最も広く研究されている細胞死のプロセスの一つはアポトーシスと呼ばれています。長年にわたり、私たちはこのプロセスが動物の発達中に起こる細胞死に関連した多くの出来事を説明するのに十分であると信じてきました。しかし、過去数十年にわたる研究により、動物のゲノムからこの細胞死プログラムを完全に除去しても、動物は正常に生存できることが分かりました。これは、細胞が死ぬ他の方法があるかもしれないことを意味します。一つの方法は、私が言及したリンカー細胞タイプの死である可能性がありますが、それが唯一の方法ではない可能性があります。したがって、他の死のプログラムに関するこの「ブラックボックス」は、特に細胞死を病気に取り組むための重要な角度として利用したい場合、非常に興味深い方向性です。私たちが解明したいもう一つの大きな疑問は、C. elegans ではどの細胞がいつ死ぬかが正確にわかっている、ということです。脊椎動物については分かりません。人間の細胞が 2 つ隣り合っている場合、なぜ一方は細胞死を起こし、もう一方は起こらないのでしょうか?これについては私たちには全く分かりません。ですから、これは細胞が環境にどう反応するかという、はるかに大きな疑問になると思います。現時点では細胞死は反応の単なるひとつの現れに過ぎませんが、それは現在まったく答えのない非常に興味深い疑問のままです。

細胞生物学者シャヒド・シャハム。 © ロックフェラー大学

SS: それは素晴らしいですね！これらの指示は非常に刺激的です。最後に、この偉大な活動に携わる科学者として、あなたの研究で特に嬉しいことはありますか?

サンド：新しいものを発見するのが大好きです。私は他の人が知らない新しいものを発見することに常に興味を持っています。ある意味、私が発見した具体的な詳細はそれほど重要ではありません。なぜなら、細部まで掘り下げてみると、すべてが興味深く、刺激的に見えるからです。議論すべき問題があり、解決策を想像できる限り、それは私に毎日働く動機を与えてくれます。そして、この情熱は今日まで消えていません。

SB: その気持ちは分かります。私は大学院生たちに、質問が何であるかはほとんど重要ではないと時々言います。発見のプロセス自体が深い満足感をもたらします。深く掘り下げていくと、すべてが面白くなります。

サンド：全く同感です。この感覚は稀ではあるが、充実感がある。

SB: フランシス・クリックはかつて、些細な問題や興味のない問題を研究するよりも重要な問題を研究する方が良いと言いました。この声明はあなたが選択した研究目的に影響を与えましたか?

サンド：次の目標を決めるとき、私はよくこの言葉を思い出します。しかし、正直に言うと、何が重要で何が重要でないかを決めるほどの傲慢さは私にはないと思います。一見重要ではなく、取るに足らない発見が、数十年後に人気が出ることは、科学によって何度も証明されてきた。これは生物学、物理学、数学のいずれにおいても当てはまるかもしれません。したがって、クリックが示唆する枠組みに自分を限定すると、私が想像するよりも刺激的な発見の領域を除外してしまうことになるかもしれません。想像力が豊かでも、将来の展開を予見するにはそれだけでは不十分だと思います。

S: あなたの答えに深く感銘を受けました。この種の謙虚さは美徳であるだけでなく、あなたが述べた観点からすると非常に実践的な態度でもあります。結局のところ、私たちは未来を予測することはできません。素晴らしい会話でした。一日中話し続けられます。

SHA: ありがとう、スティーブン。このやりとりは本当に楽しかったです。

スティーブン・ストロガッツ

翻訳者：gross

校正/タミヤ2

オリジナル記事/www.quantamagazine.org/how-is-cell-death-essential-to-life-20241205/

この記事はクリエイティブ・コモンズ・ライセンス（BY-NC）に基づいており、グロスによってLeviathanに掲載されています。

この記事は著者の見解を反映したものであり、必ずしもリヴァイアサンの立場を代表するものではありません。