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何十万もの種類を390種類が受けとめる。


ノーベル賞の受賞理由というと、自分の生活と関わりがないわけではないものの、なかなか身近な研究という実感がわかないと思われるものが多いかもしれません。

しかし、2004年、米国コロンビア大学のリチャード・アクセルと、フレッド・ハッチンソン・がん研究センターのリンダ・B・バックが受賞した生理学・医学賞は、かなりの人々が身近に感じらることのできるものでした。だれもが感じる“におい”のしくみを解明する研究成果が受賞理由だったからです。

1991年に、アクセルとバックは、においを感じるための「におい分子受容体」とよばれるたんぱく質を発現させる遺伝子があることを発見しました。これが、ノーベル賞の受賞利用となりました。

動物が“におい”を感じるには、“におう側”と“においを受ける側”のふたつの要素があります。

におう側とは、数々の分子です。アセトアルデヒド、メチルブテナール、オクタナールナドと、それぞれ名前がついています。動物によって、受け取れるにおいの種類にちがいはあるものの、地球上には、におい分子の種類は数十万種類もあるとされます。

これらのにおい分子は、さらにいくつもの種類が組み合わさって、一つのまとまったにおいとして感じられることになります。未熟なバナナは“青臭さ”が強いものの、熟したバナナは“まろやか”が強くなるのも、においのまとまりとしての分子の構成要素が変わったからです。

いっぽう、においを受ける側とは、におい分子受容体を含む、からだのしくみです。あるにおい分子が鼻のなかに入り込むと、あるにおい分子受容体がそれの分子を受けとめます。

このにおい分子とにおい受容体の関係は、鍵と鍵穴の関係にたとえられます。ある形をしたにおい分子を、その形と合ったにおい分子受容体が受け止めることになります。

たとえば、におい分子Aには、におい分子受容体A'が、また、におい分子Bには、におい分子受容体B'が対応するのが基本です。

すると、動物の体には、数十万種類もあるにおい分子を、それぞれ受けとめるにおい分子受容体が数十万種類なければならないことになります。

ところが、アクセルとバックの最初のにおい分子受容体の発見以来、におい分子がいろいろと見つかっていった結果、人のにおい分子受容体は390種類しかないことがわかったのです。

何十万種類ものにおい分子を、わずか390のにおい分子受容体がどのように受けとめるのか。研究の焦点はそこに移っていきました。

その答えは、「あるにおい分子受容体は、いくつかの形の似かよったにおい分子を受け止めることができる」というもの。A'というにおい分子受容体は、じつはにおい分子Aだけでなく、A-2、A-3、A-4といった、Aに似た形をもったにおい分子とも結合することがわかったのです。

鍵穴の役割としては、におい分子受容体はかなり“いいかげんなもの”といえるかもしれません。この鍵でも、あの鍵でも、その鍵でも、かちっとはまることができるのですから。

しかも、におい分子とにおい分子受容体には、もうひとつの“いいかげんさ”があることもわかってきました。じつは、Aというにおい分子を受けとるにおい分子受容体はA'だけでなく、D'やT'などのべつのにおい分子受容体にもあてはまることがわかったのです。

A'というにおい分子受容体は、A、A-1、A-2、A-3のような似た形のにおい分子を受け止める。かつ、これらのにおい分子は、A'だけでなく、D'やT'などのにおい分子受容体とも結びつくことがある。

この二つの“いいかげんさ”があるからこそ、人は、何十万種類ものにおい分子受容体をたった390種類のにおい分子受容体だけで識別することができるのです。

参考文献
森憲作『脳のなかの匂い地図』
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