じじぃの「人の生きざま_241_CN・フォルハルト」

クリスティアーネ・ニュスライン=フォルハルト - あのひと検索 SPYSEE
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Christiane Nusslein - Volhard on being a female scientist 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=Z51Q6ZKEENo
公開授業 生物問題演習 キイロショウジョウバエの組換え 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=Ksyl5aYiH5Q
高校生物実験 ショウジョウバエ SEM14 ファーブル編 Drosophila 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=qeaWNM8Yg-c
クリスティアーネ・ニュスライン=フォルハルト ウィキペディアWikipedia)より
クリスティアーネ・ニュスライン=フォルハルト(Christiane Nusslein-Volhard、1942年10月20日 - )は、マクデブルク出身のドイツの生物学者。胚の発生過程での遺伝子による制御を研究し、1991年度のアルバート・ラスカー基礎医学研究賞コロンビア大学よりエドワード・ルイスと共に1992年度のルイザ・グロス・ホロウィッツ賞を、またエドワード・ルイス、エリック・ヴィーシャウスとともに1995年度のノーベル生理学医学賞を受賞した。
ニュスライン=フォルハルトとヴィーシャウスは生物学に大規模実験の方法論を導入し、変異体を使ったショウジョウバエの胚の発生の研究を大規模に行い成功させた。
これらの実験が行われた頃、分子生物学は主に小規模な実験として行われ、1つの遺伝子や1つのタンパク質の働きを調べる実験が一般的であった。一方、当時の技術では莫大な仕事量や資金が必要であったため、生物学では広範囲に及ぶ実験はあまり行われてこなかった。
ニュスライン=フォルハルトらにノーベル賞をもたらした実験はショウジョウバエの胚の発生に関わる遺伝子を同定することを目的としたものだった。

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『現代化学の大発明・大発見50』 大宮信光/著 サイエンス・アイ新書 2012年発行
初期胚発生の遺伝的制御に関する発見 ニュスライン=フォルハルト、ヴィーシャウス、ルイス (一部抜粋しています)
ドイツの女性生物学者クリスティアーネ・ニュスライン=フォルハルト(愛称ジャンニ)と米国からやってきたエリック・ヴィーシャウスは、初期胚発生の遺伝的制御に関する発見により、米国のエドワード・ルイスとともに1995年のノーベル生理学医学賞を受賞した。
ジャンニが1973年に提出した博士論文のテーマはDNAの塩基配列の決定方法だったが、気持ちがどうにも満たされない。文献を読み、思索し、仲間と議論をした末に、自分が興味のもてそうなテーマは発生生物学の「パターン形成」であると思い定める。たった1つの細胞から特定のパターンをもつ複雑な組織や器官が形成されていく家庭の仕組みを追求したい、と思ったのだ。
その後ジャンニはハイデルベルグのヨーロッパ分子生物学研究所のグループ長になるが、彼女と研究室をシェアしたのが5歳年下のヴィーシャウスだった。そして2人は、キイロショウジョウバエで胚の発生を研究しようと意気投合する。ジャンニとエリックが取り組んだキイロショウジョウバエは、赤い目をした体長3mmほどのハエで、熟した果物類や樹液、そこに生育する天然の酵母を食し、酒や酢に誘引される。20世紀初頭以来、生物学の研究に広く使われるモデル生物であり、細胞学、遺伝学、発生学の知見や技術がすでに相当蓄積されており、それを生かすことができる。
キイロショウジョウバエは多産で、狭い容器の中で多数飼育でき、しかも受精卵から完全な成体となるのにわずか9日間と、生活環が短い。しかも胚はメスの体外で発生するので、発生のプロセスを直接観察できる。ゲノムのサイズが小さく、染色体も4対と少なく、ゲノムの操作も容易だ。
ジャンニとエリックがこのキイロショウジョウバエを研究しようとした目的は、胚の発生に関わる遺伝子を同定することにあった・発生のプロセスがすべて発生制御遺伝子によってコントロールされていることは、すでにわかっていた。彼らが研究対象としたのはキイロショウジョウバエのもつ全遺伝子である。どの遺伝子がどんな働きをし、どれが発生制御をするのか、まったく未知の状態であった。しかも、絶望的になるほど多くの遺伝子が存在するに違いない(現在では総数が約14000であることがわかっている)。
もし、ある特定の遺伝子のスイッチを切り、ノックアウトすれば、正常な発生過程が破壊され、混乱する。それはハエの外見に変化を引き起こすだろう。ノックアウトされた遺伝子のもつ機能をさかのぼっていって推測できるはず。実験は、メスのキイロショウジョウバエの遺伝子を化学物質で傷つけて処理し、遺伝的変異を無作為に起こさせることから始まった。これが産まれた子から多数の変異体をスクリーニングにかけ、類似の特徴をもつものだけを選別するのだ。たとえば頭部に触覚の代わりに肢が生えたり、あるいは羽がなかったりするハエである。こうした実験で、たとえばキイロショウジョウバエの触覚と肢が同じ遺伝子プログラムでつくられ、「転写因子」が違うだけであることがわかる。
転写因子は、遺伝子が遺伝情報が発現させてタンパク質をつくるときにRNAを合成するが、その際に転写の過程を始めから終わりまで制御するさまざまな因子の総称である。
ジャンニとエリックが採用した方法は、前例がなかった。それまでの分子生物学では、1つの遺伝子や1つのタンパク質の働きを調べる実験がふつうだったのだ。このため2人は、生物学に新たな大規模実験の方法論を導入する。その方法は「飽和スクリーニング」と呼ばれ、特定の表現型に関するすべての遺伝子を見つけだすことを目的にした。そして2人は1年以上にわたって互いに向き合い、同時に同じ胚を観察できる顕微鏡を使って約4万個にもおよぶ突然変異を調べていった。時には意見を交わしながら、キイロショウジョウバエの胚を次から次へと観察し続ける、このような「全ゲノムスクリーニング」によって、変異を起こしたときに体節に奇形を生じさせる15この遺伝子を見つけだした(彼女らはのちにさらに多くを発見している)。
これら15個の遺伝子は、胚の発生の初期に発生をコントロールしていて、その重要度と遺伝子改変が体節におよぼす変化の仕方で3つのグループに分けることができた。1つが欠損すると複数の体節が抜け落ち、体節の数が少なくなる「ギャップ遺伝子」。さらに、欠損すると体節が1つおきに欠け、奇数または偶数だけ体節が生じる「ペアルール遺伝子」。そして、欠損すると頭部と尾部の先端の形が似ている鏡像になったり、体節の一部が欠けたりする「分節極性遺伝子」の3グループである。
2人は研究結果を1980年に科学誌「ネイチャー」に発表する。この発表は、遺伝子が発生をどのように制御しているのかを研究するうえで、ほかの研究者たちに多大な影響をおよぼした。

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