魚釣りをする人なら、一度は見たことがある「ゴカイ」。
細長い体をくねくねと動かす姿から、「ちょっと苦手」「釣り餌というイメージしかない」という人も多いかもしれません。
ところが、このゴカイがいま、医療や脳科学、さらには防災につながる可能性を秘めた生物として研究されています。
NHK Eテレ「サイエンスZERO」でも、ゴカイが持つ不思議な能力に注目。
しなやかな「毛」を医療器具に応用する研究、光に反応するタンパク質を脳の研究に利用する試み、さらにはゴカイの巣から地震予測につなげようという研究まで紹介されます。
なぜ、私たちにとって身近な釣り餌であるゴカイが、最先端科学の研究対象になっているのでしょうか。
実はゴカイは、私たちが思っている以上に驚くべき能力を持った生物なのです。
ゴカイが医療に役立つって本当？
「ゴカイが医療に役立つ」と聞いても、なかなかイメージできないかもしれません。
もちろん、ゴカイそのものを薬として使うという話ではありません。
注目されているのは、ゴカイが長い進化の過程で獲得してきた体の構造や機能です。
自然界の生物が持つ優れた仕組みを観察し、それを人間の技術に応用する考え方は「バイオミメティクス（生物模倣）」などと呼ばれています。
例えば、蚊の針の構造をヒントに痛みの少ない注射針を研究したり、ヤモリの足の仕組みを粘着技術に応用したりする研究が知られています。
ゴカイにも、人間がまだ十分に利用できていない優れた構造や機能があります。
「サイエンスZERO」で紹介されるのも、そんなゴカイの能力を人間社会に生かそうという研究です。
釣り餌として見ていた生物が、実は新しい医療技術のヒントを持っている。
そう考えると、ゴカイの見え方も少し変わってくるのではないでしょうか。
ゴカイとはどんな生き物？実はかなりすごい
そもそもゴカイとは、どのような生物なのでしょうか。
一般にゴカイと呼ばれる生物は、ミミズなどと同じ「環形動物」の仲間です。
海岸の砂や泥の中などに生息し、体にはたくさんの節があります。
釣具店で餌として売られているため、「魚を釣るための虫」という印象が強いのですが、自然界では海底の有機物を食べたり、逆に魚などの餌になったりと、生態系の中でも重要な役割を担っています。
そして研究者にとって興味深いのが、その多彩な能力です。
ゴカイの仲間には、体に特徴的な剛毛を持つものがいるほか、光を感じる特殊なタンパク質を持つ種類もいます。
実際、イソツルヒゲゴカイの幼生では、脳に「オプシン」と呼ばれる光センサータンパク質が存在し、紫外線を感知することが研究で明らかになっています。(NIPS)
私たち人間の常識からすると、「脳で光を感じる」というだけでも不思議な話です。
しかし、こうした一見変わった能力こそ、最先端科学にとって貴重な研究材料になるのです。
ゴカイの「毛」が医療器具になる？
ゴカイの体をよく見ると、体の側面に細かな毛のような構造があります。
これは一般に「剛毛」と呼ばれるもので、ゴカイが移動したり、体を支えたりするうえで重要な役割を果たしています。
番組で紹介される研究では、この「しなやかな毛を作る能力」に注目し、人体の治療に使用する医療器具の開発への応用が研究されています。
医療器具には、硬ければいいというわけではないものがあります。
人体の内部で使う器具では、目的の場所まで届く強さを持ちながら、組織を傷つけにくい柔軟性も求められます。
そこで参考になるのが、生物が持つ構造です。
ゴカイは人工的な工場を持っているわけではありません。それでも、自分の体の中で機能的な構造物を作り出しています。
「ゴカイと同じものをそのまま作る」のではなく、
なぜこの構造はしなやかなのか。
どのように作られているのか。
その仕組みを理解し、人間の技術に置き換えることができないか。
そこに研究の面白さがあります。
身近な生物の体の一部が、将来の医療技術のヒントになる可能性があるわけです。
ゴカイの「光を感じる力」が脳研究につながる
さらに興味深いのが、ゴカイが持つ光を感じる能力です。
私たちは通常、光は「目で見るもの」だと考えます。
ところがゴカイの研究では、幼生の脳に光を受容する細胞があり、そこに「オプシン」と呼ばれる光センサータンパク質が存在することが確認されています。
イソツルヒゲゴカイの研究では、このオプシンが紫外線を特異的に吸収し、紫外線を受けると細胞に電気的な応答を引き起こすことが明らかになりました。(NIPS)
これだけでも興味深いのですが、研究はさらに先へ進んでいます。
ゴカイ由来の「c-opsin1」というオプシンを利用して、細胞の反応を光によって選択的にコントロールする研究も行われています。
神戸大学と生理学研究所などの研究グループは、c-opsin1が紫外光によって活性化し、黄色光や光を止めることで不活性化する性質に着目。
その特徴を利用して、複数ある細胞応答の中から「速い電気応答」を選択的に光で操作するツールを開発しています。(NIPS)
これは「光遺伝学」と呼ばれる研究分野にもつながっています。
光遺伝学では、光を利用して細胞や神経などの働きを操作し、その変化を観察することで、生物の仕組みを詳しく調べます。
例えば「この神経活動を変化させると何が起こるのか」を調べることができれば、複雑な脳の仕組みを解明する手掛かりになります。
ゴカイ由来のオプシンについても、将来的には神経や細胞の働きをより精密に調べる研究ツールとしての活用が期待されています。(NIPS)
つまり、釣り餌として知られるゴカイが持っているタンパク質が、脳の謎を解き明かす道具になる可能性があるのです。
ゴカイの巣から地震を予測できる？
今回の「サイエンスZERO」の中でも、特に気になるのが「ゴカイの巣から地震予測を行おうという研究」ではないでしょうか。
昔から地震の前には、
「動物が普段と違う行動をする」
「魚が異常な動きをする」
といった話が語られてきました。
ただし、ここは注意が必要です。
現時点で「ゴカイを観察すれば地震を予知できる」と確立されているわけではありません。
番組で取り上げられるのも、ゴカイの巣などを観察することで地震に関係する何らかの変化を捉えられないか、という研究です。
地震予測は非常に難しい研究分野です。
もし生物が人間の観測機器とは違った方法で地下や海底の環境変化を感じ取っているのであれば、その反応を科学的に記録することには意味があります。
重要なのは、「動物が地震を予知する」という昔からの言い伝えだけで判断するのではなく、
どのような変化が起きたのか。
地震との間に統計的な関係があるのか。
別の環境要因では説明できないのか。
といった点を長期間にわたって検証することです。
ゴカイの巣を利用した研究も、こうした科学的検証が積み重なって初めて、防災に利用できる可能性が見えてきます。
「ゴカイが地震を予知できる」と考えるのではなく、「ゴカイが環境の変化をどのように感じ取っているのかを調べる研究」と考えた方がよいでしょう。
それでも、もし海底に暮らす小さな生物の変化が地震研究の新しい手掛かりになるのであれば、非常に興味深い研究です。
なぜゴカイはこれほど多彩な能力を持っているのか？
では、なぜゴカイにはこれほど多彩な能力があるのでしょうか。
その理由の一つとして考えられるのが、ゴカイが生きてきた環境と進化です。
海底は決して穏やかな場所ではありません。
波や潮の流れがあり、光の届き方も水深によって変化します。
砂や泥の中で生活する種類もいれば、外敵から身を守らなければならない種類もいます。
そうした環境で生き残るため、それぞれの生物が長い時間をかけて独自の体の構造や感覚機能を発達させてきました。
例えば、ゴカイ幼生の脳に存在するオプシンについては、紫外線を感知することで日周的な遊泳行動を調節している可能性が研究から示されています。紫外線によるダメージや捕食者を避けるための行動との関係も考えられています。(NIPS)
人間から見れば「不思議な能力」でも、ゴカイにとっては生き残るために獲得してきた仕組みなのかもしれません。
そして現代の科学者たちは、その仕組みを詳しく調べることで、人間には思いつかなかった新しい技術を生み出そうとしています。
ここに生物研究の面白さがあります。
最先端技術のヒントは、必ずしも最新のコンピューターや巨大な研究施設の中だけにあるわけではありません。
海辺の泥の中にいる小さなゴカイの体にも、まだ人間が知らない技術のヒントが隠されているのです。
まとめ｜釣り餌だけではなかったゴカイのスーパーパワー
ゴカイと聞いて、多くの人が最初に思い浮かべるのは「魚釣りの餌」でしょう。
しかし研究の世界から見ると、その姿はまったく違って見えてきます。
ゴカイが作るしなやかな毛の構造は、医療器具開発のヒントになる可能性があります。
光に反応するタンパク質「オプシン」は、細胞や神経の働きを光で調べる光遺伝学の研究ツールとして利用され始めています。
さらに、ゴカイの巣を観察することで地震研究や防災につなげようという研究まで進められています。
もちろん、これらの研究すべてがすぐに実用化されるわけではありません。
特に地震予測については研究段階であり、「ゴカイで地震が予知できる」と考えるのは早計です。
それでも、これまで単なる釣り餌と思われていた生物の中に、医療・脳科学・防災につながる可能性が隠されているという事実は興味深いものです。
「他の生き物にできることは何でもできる」と研究者が表現するほど多彩な能力を持つゴカイ。
NHK Eテレ「サイエンスZERO」をきっかけに、これまでとは少し違った目でゴカイを見てみると、身近な自然の中にもまだ知られていない「スーパーパワー」がたくさん隠されていることに気づかされるのではないでしょうか。
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