海洋生物の毒とくすり
大学院水産科学研究院・大学院水産科学院 教授
酒井
さかい
隆一
りゅういち
（水産学部資源機能化学科）
専門分野 ： 水産科学，有機化学，ケミカルバイオロジー
研究のキーワード ： 水産学，海洋生物，生理活性物質，神経活性物質，共生 HP アドレス ： http://www.hucc.hokudai.ac.jp/~c20323/index.html
何を目指しているのですか？
海洋生物には食べられるものもありますが、フグのように猛烈な毒を持つものもありま す。毒は悪者のように見えますが、実は生きる為に重要な機能（例えば神経伝達や細胞の 分化）を我々にいろいろ教えてくれる道しるべなのです。これまで、医学や生理学の研究、 医薬品の開発に生物由来の毒はいろいろな役割を果たしてきました。例えばフグ毒のテト ロドトキシンは１mgで人を殺す猛毒ですが、神経伝達の要であるメカニズムに特異的に 作用するため、神経の研究に欠かせない化合物として利用されています。私の研究室では
「海洋生物に眠る第２、第３のテトロドトキシンを見つけること」を目指しています。「そ の化合物なくしては解明できなかった新しい生理機能」を指し示してくれる、そんな化合 物を発見したいのです。
写真１ 練習船うしお丸 写真２ 津軽海峡に浮かぶ渡島小島でのフィールドワーク
どんな実験をしているのですか
私の研究室の実験は海から始まります。世界中の海に潜ってそこにすむ海洋生物を観察 し、採集します。北海道沿岸では練習船のうしお丸を使ってダイビング旅行に出かけます。 北海道の海も実はカラフルですよ。採集した海洋生物を抽出して、その成分が動植物や細 胞に何らかの作用を示すかを調べます。これを生物検定といいます。
検定の結果、興味深い作用を示した抽出物をクロマトグラフィーで分離・精製し、原因 物質を単離します。生物に微量で強い作用を引き起こす物質を生理活性物質といいますが、 生理活性物質の研究は、こうして純粋な化合物を得る事から始まります。純物質を用いれ ば、化学の手法を用いた研究が行えます。すなわち、分子の構造がどのようなものかを調 べるのです。ここでは質量分析装置や核磁気共鳴スペクトル、X線構造解析という分子構
出身高校：神奈川県立瀬谷高校 最終学歴：イリノイ大学大学院化学研究科
水／生命進化／医療
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造を調べる装置で分子の形を明らかにします。
これまでの研究で私たちはミクロネシア産の海綿から新規のアミノ酸ダイシハーベイン やプリン化合物、沖縄産海綿から新規のレクチンと呼ばれるタンパク質、ペプチド毒等を 見出してきました（写真３、図１）。これらの化合物は脳における神経伝達に影響を与える ことが海外の神経生理学研究者との共同研究で明らかになりました。
写真３ 海綿の水中写真 図１ 当研究室で海綿から見出した生理活性物質
次に何を目指しますか？
新しい生理現象の発見に繋がるような生理活性物質を見つけ出すことは今後とも研究の メインテーマになると思います。しかし、海洋生物がなぜどのようにして生理活性物質を 作り出すのかという素朴な疑問も持っています。もしそれがわかれば、海洋生物の作り出 す化合物をもっと大量に作ることが可能になるかもしれません。また、化合物の構造を改 変したりできるかもしれません。最近、海綿に含まれる多くの化合物が海綿の細胞や組織 中に共生する微生物が作り出すものであることがわかってきました。もしそうであれば微 生物を取り出して培養することで化合物を作らせたり、微生物の遺伝子操作を行い新たな 化合物を作り出させることも可能でしょう。しかし、実際には共生微生物は共生状態を離 れてしまうと全く生育しなくなる場合がほとんどです。なぜかはわかっていません。この ように、「微生物と海洋生物の親密な関係」についてもっと深く研究しなければ、それらを より有効に利用することはできないのです。今後は、共生微生物と物質生産についてより 深い研究を行い、海洋生物のもつ物質生産能力を医薬品の開発などの産業に生かせるよう な基礎を作ってゆきたいと考えています。
参考書
(1)Anthony T. Tu・比嘉辰夫（共著），『海から生まれた毒と薬』，丸善（2012）
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