生物的共同性

在我们周围生活着各种各样生物。泥土中有无数细菌和壁虱，在地上，树木和野草丛生。蜻蜓飞翔，犬吠鸡啼。这些生物身体的形状和生活方式各不相同。仅就多样性来说，首先引起人们注意的是“目”的区别。但是，地球上已出现的一千万种生物，都具有奇妙的共同性。对这种共同性的理解程度越高，就越容易意识到生物之间有趣的区别，向往于探索生物深处的神秘。

所谓共同性就是细胞。无论细菌、植物或是人类，都只是由细胞这个单位构成的。不过，在细菌中，一个细胞就是一个个体、不同的是人是由将近一百兆个细胞集聚而形成一个个体。

换句话说，细胞才是自然界中复杂的生命现象进行的唯一舞台。地球上的生命仅存在于细胞之中，细胞以外则是生命以外的另一个世界。而且，一切细胞的基本构造是完全相同的。细胞膜中存在着一个与外界隔开的、内部生长所需要的合成工场与废物处理工场，包含所谓DNA这样的基因。这种遗传密码被转录为“信使RNA”（mRNA），在合成工场中被翻译，并构成遗传密码那样的蛋白质。

近三十年来，重视对细胞的共同性的研究，以细胞作为主体，在自然科学领域内探索生命基本性质的“自律性”产生了奇妙的成果，进而发展成为消除存在于细菌、植物和人类之间的区别，相互自由地交换细胞素材的所谓“生命科学”的新领域。人们预测，今后这个领域将成为影响到人的思想的尖端科学，即使目前，也已产生生物产品这样的副产品，并在新的知识密集型产业中得到发展。

生物技术的商品价值问题

遗传工程、细胞工程或生物工程等新技术的研究本身，并不是生命科学的直接目标，而是达到目标以前的道路上的里程碑。但是，没有技术研究，就不会有研究的进步，所以，科学与技术的关系犹如车子的两个轮子，相辅相成。但在利用这种技术而与生产相结合的企业中，情况稍有不同。技术在这里的作用在很大程度上要取决于商品价值。商品价值的位置排列，在人类社会的许多因素上是摇摆不定的，有的部分是不能用自然科学的观点来处理的。

试举一例。干扰素被当作是治癌的灵丹妙药，报刊上也大吹大擂。有人主张由企业进行生产，或是与外资合营，而且似乎股票价也有了，可以说已存在很好的商品价值。干扰素原来被当作是对抗病毒有效的生物体高分子物质，最近据报告，如果使用其有效量的1000倍的高浓度，癌细胞的DNA合成（在某种程度上）就会受到抑制，白血球细胞却恢复正常，使与生物防御机能有关的细胞的活性上升。

从常识上来看，不能认为，在某种单一高分子物质中，一个单位的有效反应（抗病毒作用）与要求1000个单位的反应（可以说是抗癌）是同一反应。尽管如此，我仍希望干扰素是能完全根治癌症的药物，但从纯粹的科学立场上来说，我们梦寐以求的干扰素本身制服癌效果的证据，却连一个也没有。我认为，今后应该进行的工作，是大量生产干扰素，使它真正成为结晶，在没有“杂质”的状态下检查它的真正效果。

用大肠杆菌“工场”生产

目前在医学界经常谈论的计划是，在大肠杆菌中大量生产胰岛素、生长激素和干扰素之类的蛋白质。这些都是从内脏器官提取，用于治疗糖尿病、侏儒症和抗病毒剂，但由于它们来源于动物，所以可能形成抗体，而且产量太少。人们正致力于根据以往的研究成果寻找解决这些问题的方法。最巧妙的办法就是人为地缩短和弥补30亿年来自然界通过生物的形式演变发展的进程。

所谓基因重组方法已经模型化，但这种模型只是方法论的产物。以DNA的形式取出构成干扰素的信息，首先要把基因转录的mRNA作为原始材料。把采取的mRNA反过来转录，就构成具有胰岛素密码的DNA。接着，把这种DNA引入DNA复制单位中，使大肠杆菌感染。用这种方法，在大肠杆菌中使胰岛素密码DNA的抄录数增加，同时，使用大肠杆菌“工场”廉价地制造这些蛋白质。

取出所需要的mRNA

但是，人类DNA的数量是很多的，我们所指定的担任一种蛋白质信息的基因，通常不过是全部DNA量的一百万分之一。而且，任何DNA都是由四种碱的组合所构成的链，因此，如果不采用适当手段来证实所采取的DNA部分具有什么密码，就不知道是否能在细胞的密码解码器中构成蛋白质。

由此可见，在考虑应用基因重组来生产防治疾病的某种蛋白质时，制造和选择具有这种信息的人类基因，是最为困难的工作。

最理想的是根据特定的mRNA进行实验的方法。但是，这种方法也只有在特殊的情况下才能成功。如果是胰岛素和生长激素，在我们的身体中存在着进行激素生产的组织细胞。这是胰脏或脑下垂体中所包含的特别细胞群。即使在这种细胞中，在DNA级上，这些物质的信息只有全部信息的一百万分之一。但是，在mRNA级上，这种频率很高。一般地说，人类细胞的基因数是几万个，细胞中所发现的基因是全体基因的十分之一左右。而且，因为这些特别细胞分担着激素生产的任务，所以，这种基因特别活跃地反复转录，从而构成大量的mRNA。由此可见，在这种细胞内，激素mRNA在全部mRNA中所占的比例极大，要选择是比较容易的。如果是干扰素，则在人类细胞中让病毒的诱发剂进行反应，使过去处于睡眠状态的干扰素基因开始活动，不断地采取已构成的mRNA。从mRNA反转录DNA的方法就告完成。

另一个方法是：首先决定蛋白质氨基酸的排列，然后使相对应的DNA进行人工合成。即使不能全部合成，但如能合成具有30个左右正确的碱的排列的DNA，就能把它作为指标，从人类DNA中抽出所需要的DNA片段。但是，DNA的人工合成是相当麻烦的，而且这项工作需要花费较多的金钱，因此，它没有多大的商品价值，不能使用。

使用细胞融合方法治癌

用人工方法使两个细胞融合，就可以构成杂种细胞。在杂种细胞中、存在着来自双亲细胞的一组基因同时并存而且调和双亲性格的多种表现型。如果从细胞中选出适合于研究的、具有优良性质的杂种，就可以进行各种有趣的研究。通过有效地利用这种方法，就可以继续产生抗体，同时形成继续增殖的所谓“杂交体”的杂种细胞。

生物防御机构中最进化的是抗体的产生。这是认识侵入动物体内的同自己不同的物质（“异己”），构成同它特异地进行反应的抗体的机构。抗体由淋巴球B细胞构成，由一个B细胞只能构成一种抗体。令人惊奇的是，居然能全部识别被认为无限种类的“异己”这是绝妙的自然界杰作。根据最近分子遗传学的研究，据说具有识别约一百万种“异己”的能力。这就是说，这一点可以理解为生物中存在一百万种B细胞，能够适应侵入生物中的“异己”的B细胞有选择地产生了抗体。

促使抗体产生的“异己”叫做抗原。在动物身上注射一种抗原，就能构成特异地发生反应的抗体，但在许多情况下可以构成一种以上的抗体。例如，白喉毒素是分子量6万的蛋白质，如把它作为抗原，在血清中就会出现8种左右的抗体。因为，与一个毒素分子内8个部位的特别构造相对应的8种B细胞，一定要产生抗体。如果能够分别取出这8种B细胞，分别加以纯粹培养，而且从每种细胞中分别采取一种抗体的话，那么，就可以产生出这样的新研究方法，即反过来使用这种单一抗体来分析毒素分子内部的构造和机能。但可惜的是，B细胞是不能培养的。

采取单一抗体的愿望，通过细胞融合的技术已成为现实。这是把来自双亲一方的B细胞和另一方的B细胞的癌用作癌瘤细胞。在使缺乏抗体产生能力但易于培养的癌瘤细胞，与能产生抗体但不能培养的B细胞相融合的杂种细胞中，可以简单地采取易于培养并能继续产生抗体的细胞株。由此构成的当然是一种抗体（单一抗体）。

各国开始试图利用这种方法，制造出针对癌抗体的“杂交体”。这种潮流的梦想是这样：一旦患者被诊断患了癌症，就开始对他进行传统的内外科治疗，同时制造从患者血液中采取的B细胞与癌瘤细胞的杂种细胞，选出能够生产特异地识别癌细胞表面的抗体的杂种细胞。即使传统的治疗方式不能根治癌症，但另一新的治疗方法就是利用这种单一抗体而产生的。用这种“杂交体”生产出来的抗体是人类型，可以利用它进行新的治疗。

进一步探求细胞的结构

再来看一下疾病。约100兆的细胞分成各种各样的组织细胞，执行着各种机能，进而构成奇妙的人体。我们用嘴吃东西，通过大小便排泄废物，用肺呼吸，仅用这样单纯的作业，就可以继续维持七十多年的生命。生病的原因是各种细胞不能执行其功能，而不能执行功能的原因，是基因出了毛病，或是以基因控制机构为中心的细胞不能如预期那样进行自律控制。如能使不好的细胞恢复原状并分担机能，积极地加以处理，那就是理想的事，但在目前，毫无办法的事情很多。如果要加以处理，就必须有选择地、定量地仅在疾病细胞中注入人类型基因、基因控制物质和酶的高分子物质。这时，除了生物生产用的基因工程以外，研究工作的要点在于把生产出来的高分子物质注入细胞内。这样看来，积极治疗重病实在是很难的。过去发展起来的医学确实很了不起。但可惜的是，还有不少疾病，仅仅使用目前我们所掌握的技术，无论如何是不能治疗的。

从生命科学研究中派生的新技术和知识，是否能充分克服这种困难，尚不得知，但是，这种新领域的方法论至少是有吸引人的魅力的。如果不进一步理解细胞的结构，详细地观察自然界的趋势，并且继续创造新的方法，就既不能真正地认识生命，也难以治疗重病。生命科学它是继续彻底地显示出人类是生物的一种学问，而且是从心底里感觉到自然界的伟大的一种学问。

（《科学朝日》，1981年11月号）