バクテリアもヒトも体内時計がある

私たちが海外旅行に行ったときに経験する時差ぼけはなぜ起こるのでしょう。それは私たちの体内に時を刻む時計が存在しており、現地の時間と体内の時間とのズレが生じるからです。

体内時計はバクテリアからヒトに至るまで共通してみられる生体システムであり、健康な生活には欠かせません。私はこれまで、体内時計がどのようにして時を刻むのか、という問いに答えるべく研究をしてきました。

1日のリズムはタンパク質の増減で

哺乳類の体内時計（特に1日周期の概日時計）では、CRYPTOCHROME（CRY）というタンパク質が1日周期で増えたり減ったりを繰り返すことでリズムが生まれます。CRYの制御メカニズムを調べる過程で、CRYの増減にはタンパク質の合成と分解のバランスが重要であることがわかりました。

タンパク質にユビキチンという小さなタンパク質が何個もつくと、それが「分解の目印」になって細胞の中の分解装置によって壊されます。ユビキチンをタンパク質に付加するユビキチン化酵素と分解装置の発見は、2004年にノーベル化学賞も受賞したほど大きな発見です。

細胞の中では分解と安定化の駆け引き

私は、世界中の研究者がユビキチンの主要な役割が分解シグナルと認識する中、分解を邪魔するユビキチン化もあることを発見したのです。CRYの分解シグナルを付加する酵素と分解を邪魔する酵素は構造がとてもよく似ていました。似ているから機能が同じではなく、似ているからこそ機能を邪魔するという点も、私が発見した現象の興味深い点です。

2つの酵素による分解と安定化は概日時計がうまく時を刻むのに必要でした。細胞の中で絶妙に分解と安定化の駆け引きが行われていると思うと、生物がどうしてこのような精密なシステムを作り出せたのか疑問はつきません。