体内時計のなぞ－生存するための戦略だった－ 3第1章 体内時計のなぞ―生存するための戦略だった―間帯や，病気の発症しやすい時間帯があります．ヒトには，脳内に主時計があり，末梢時計は全身の細胞にあります． 哺乳類の体内時計は，脳の視床下部にある視交叉上核にあります4,5）．視交叉上核は，視床下部の視神経が交差している部分にあります．マウスのような夜行性の動物では夜間（暗期）に活動量が高まりますが，その行動リズムが視交叉上核を切除することにより消失します．そのマウスに別のマウスの正常な視交叉上核を移植すると，1日のサイクルが再び現れます．ヒトを含む動物は，朝の光を感じると，その光刺激が網膜から視神経を介して視交叉上核に伝達され，体内時計をリセットしています． 1970年代には，植物やショウジョウバエに，時計遺伝子が存在することがわかっていました．1997年に，哺乳類の時計遺伝子として，Clockがマウスの視交叉上核で発見された．これまでに，哺乳類の時計遺伝子は十数個見つかっています6-8）．Bmal1という時計遺伝子が欠損すると，時計機能が停止します．Perには3種類あり，それらの一部がなくても残りが代償しますが，すべて欠損すると時計機能がなくなります．Clockに加えて，Cryを含む4種類の時計遺伝子が重要な役割を果たしています．また視交叉上核の細胞は，外部に取り出しても時間を刻みますが，その他の全身の細胞は，取り出すとしだいに減衰します．視交叉上核という主時計遺伝子が，全身の細胞にある末梢時計遺伝子のリズムを調整しています．両者のリズムの位相は異なりますが，同調しています．体内時計が1日を刻む機構として，蛋白質の合成と抑制のサイクルが1日のリズムを刻む仕組みが知られています． ClockとBmal1は転写の促進機能を持ち，PerとCryは転写を抑制する機能を有します．一般に，蛋白質の合成は温度が上昇すると活発になり，温度が10℃上がると合成速度は2～3倍になります．ところが，時計遺伝子は恒温動物でも変温動物でも，温度に関係なく1日の時間を刻むことができるのです．「蛋白質の合成速度が温度に関係ない」仮説の理由として，温度が上がれば合成が速くなる反面，抑制も強くなり，温度が下がれば合成速度が遅くなり抑制する力も小さくなります． ヒトの時間機能として，短い時間，1日の時間，5年前とか10年前という長い時間があります．長い時間と短いリズムはヒト特有の機能です．ところが，1日の時間を測る体内時計は，ほとんどの生物に共通している本能行動であり，ヒトの1日は平均25時間です．被験者が，地下壕で自由に照明の明るさを変えられるという生活条件下で，ヒトの1日は平均25時間であることがわかっています．最近，照明の明るさを一定にした臨床研究では，ヒトの1日は平均24時間11分で，24時間より長いと考えられています． 時計遺伝子は「24時間」をいかに決定しているのでしょうか．2005年，kai遺伝子の発現がなくてもIC蛋白質のリン酸化のサイクルが保たれることが発見されました9）．IA，IB，ICの蛋白質と，ATP（アデノシン3リン酸）のみを試験管内で混ぜてみたところ，リン酸化サイクルがサーカディアンリズム（概日リズム）を刻みました．体内時計の機能は，生きた細胞がもたらすと考えられていましたが，蛋白質が体内時計の役割を持ちます．シアノバクテリアの時計の原理や特徴を，ヒトや他の生物で検証することは，今後の課題です． ヒトは，1日24時間の生活サイクルを通して，自然環境の中で進化を続けてきました．しかしながら，現代社会は多様化し，24時間活動する社会，シフトワーク，昼夜のない生活習慣，夜間の煌々とした明かり，スマートフォンのディスプレイなど，昼夜のサイクルを逸脱して生活
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