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細胞の中を旅する小分子|第一回

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「size (大きさ)」は、物質の違いを視覚的に比較する最も容易なパラメーターの1つです。しかし、我々は、この大きさというパラメーターを軽視する傾向があるのではないでしょうか。私もある映像をみるまでは、そんな一人でした。

 

銀河系から原子核まで

Powers of Ten」という1968年に教育映画として発表されたもので、1977年のカラー化された映像をご存知でしょうか。YouTubeでアップロードされていましたので下記に示します(DVDも書籍も購入可)。作品は9分程度の短いものですので、機会があれば昼飯を食べながらでも一度見ていただければと思います。

 

シカゴの湖畔でピクニックをする二人の男女の映像から作品が始まります。1m x 1mの画面から始まり、徐々に上空に上がっていき、十秒後には10m x 10mの範囲の映像となります。次の10秒で100m x 100mとなり、どんどんその範囲は連続的に拡大し1024m x 1024mまで到達し、銀河団が星のように見える所で停止します。その後2秒ごとに範囲が同様に狭くなり、もとの人の1m x 1mの映像に戻ります。

すると、今度は逆に、10秒間で0.1mx0.1mの世界に次の10秒間で0.01mx0.01mの世界に入っていき、細胞の世界から、タンパク質の世界、そして原子の世界から最後に原子核の世界に辿り着いて(10-16m x 10-16m)映像が終わります。

 

創薬をサイズの視点で考える

創薬をしていく上で、具体的に、化合物の大きさ(size)や形(shape)、物理化学的性質、エネルギー等のパラメーターを比較し、仮説を立てることは重要であると考えています。だいたいの感覚や思い込みで仮説立てることは、むやみやたらに当てずっぽうで鉄砲を打っている行為に等しいものです。ただし、思いつきは大事にして下さい。思いついた化合物は、過去の自分の経験の産物です。

あるインフルエンザ薬を作られた方の言葉で忘れられない言葉があります。それは

 

「思いついたらやってみろ。2−3個作ってダメなら引き返せ。深追いはするな。」

「SAR上どうしてもやる必要がある化合物は何が何でも合成しろ。」

 

というものです。どちらも、「過去の経験と積み上げられた実験結果に基づく仮説の大切さ」と「自分の仮説にしがみつかず実験の結果を尊重しろ」ということも教えてくれています。

少し話が大きくなりましたが、本稿では、仮説を立てる際にもっともシンプルなパラメーターである大きさ(size)の視点から、細胞外から細胞内に小分子が入って行く過程をまとめてみたいと思います。3回に分けて実際に、薬が目的細胞周辺に到着し、標的タンパク質が核内にある場合の薬の動きを大きさの観点から追ってみます

 

*なお本稿においてほぼ全ての図は、Molecular biology of the Cell (5th edition, Garland Science)(Mol. Biol. Cell)から引用させて頂きました。(1)

 

参考文献・動画

1. Molecular biology of the Cell (5th edition, Garland Science)

MasaN.

MasaN.

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