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講義No.03768

ダーウィンに学ぶ!? 遺伝子組換えと進化工学的手法

酵素の触媒作用とは?

 酵素は、触媒として作用するタンパク質です。酵素は、人間をはじめとした生物の生命活動において極めて重要な働きをしています。酵素はいろいろな場面で応用されていて、中でも食品加工や食品生産は代表的な応用分野です。例えばパンやビール、清酒などは、微生物や微生物の酵素が原料(穀類)に作用することを利用して製造しています。かつては、酵素は動植物の組織や、比較的多くの酵素を生産する限られた微生物から得られていました。しかし、採れる酵素の量、種類は限られていました。

遺伝子組換えで酵素が進化する

 産業用の酵素は、遺伝子組換えの技術を使って、培養が容易で扱いやすい大腸菌や酵母などの微生物につくらせることができるようになっています。微生物といっても感染症を起こすようなものではなく、極めて安全な種類のものを使って遺伝子組換えは行われます。
 さらにより高度な産業利用のために、酵素やタンパク質の機能改良が行われます。最近ではこの機能改良に「進化工学的手法」がよく使われるようになってきました。

進化工学的手法で時間を飛び越える

 進化工学的手法とは、希望する性質や機能を持った分子をつくり出すのに使われる手法です。例えば、長時間使っても安定な酵素、有機溶媒中でも働く酵素など、いろいろな改良型酵素がつくり出されています。この手法では、元になる酵素の遺伝子に突然変異をランダムに導入し、その中から最も優れた性質を“獲得”した酵素(とその遺伝子)を選び取る、という操作を繰り返します。この技術は、自然界で起こっているダーウィンの進化を研究室内で模倣するものであり、人類が何千年も前からやってきた作物や家畜の育種(品種改良)と同じです。変わりダネ(変異体)をたくさんつくって、その中から最も優れたものを選んでかけあわせるということを、生物個体のレベルでやるか、分子のレベルでやるかの違いです。

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この学問が向いているかも 食品栄養科学、農芸化学

静岡県立大学
食品栄養科学部 食品生命科学科 准教授
河原崎 泰昌 先生

メッセージ

 高校時代は大学受験の勉強に毎日忙しいでしょう。しかし、社会に出てからいろいろなものを生み出していくためには、幅広い勉強と経験をしておくことがとても大切です。自分が興味を持っているものも、世の中といろいろな「かたち」でつながっているはずです。「食」は、健康増進、保健・医療への貢献につながる大事な日常的要素です。静岡県立大学食品栄養科学部は、食と健康、我々をとりまく環境に関するさまざまな課題について、生命科学の立場から切り込んでいく学部です。「食と健康環境」に関する最先端の科学を学ぶことができます。

先生の学問へのきっかけ

 大学4年生の卒業研究で、それまで所属研究室で行われていたのとは全く違う研究テーマを選んだので、大変苦労しました。ほかの研究室の先生や先輩にも質問をし、実験の知恵や実験器具を借りました。しかし、自分で方針を決め、装置を組み上げ、実験内容を考え、誰も知らなかったことを明らかにするというのは、大変エキサイティングな経験で、今思えばこれが現在の研究の道に進んだきっかけでした。科学技術の世界は多様な研究テーマがあり細分化されているので、誰もが世界記録を作れるし、世界初の発見をするチャンスがあるのです。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

大学院進学/食品会社開発研究員/食品会社営業/食品会社製造管理/品質検査機関検査員

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河原崎 泰昌 先生がいらっしゃる
静岡県立大学に関心を持ったら

 静岡県立大学は、5学部9学科を有し、国際化・情報化・高齢化・環境問題という21世紀における最重要課題を展望しつつ、新しい時代を支える有為な人材の育成を目的としています。自主性や公共性を強く意識し、地域社会からの評価を得られるように、大交流時代において選ばれる大学を目指します。研究分野では、文科省のグローバルCOEプログラムに採択され、研究レベルが国内トップクラスといえます。

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