食品の製造や医薬品の開発、環境保全など、私たちの生活に身近なところで活躍している微生物。なかでも酵母は、パンや味噌などの発酵食品、日本酒やビールといった飲料づくりに欠かせない存在として知られています。長年酵母の研究に取り組んできた中瀬教授は、酵母の生命力に関わる大きな発見をしました。
「私が注目しているのは、細胞の成長やエネルギー代謝を制御する『TORC1経路』という細胞内のセンサーのようなシグナル伝達経路。TORC1は細胞の成長や代謝を調節するだけでなく、がんや糖尿病などの疾患にも深く関与する分子として、医学の分野でも注目されています。私は『TORC1経路』が、酵母の高温耐性にも関わっていることを発見しました」

生物にはそれぞれ特定の生育温度帯があり、その上限温度を超えると顕著な生育障害が起こります。酵母の生育上限温度は37度付近で、それ以上では生育できません。しかし、中瀬教授らのグループは、TORC1阻害剤として知られるラパマイシンを加えることで、酵母が高温でも生存できることを明らかにしたのです。
「生物が生育上限温度を超える環境で生きられない主な理由は、タンパク質が熱によって変性してしまうからだと長く考えられてきました。けれど実は、高温の環境下では『TORC1経路』が細胞の成長を抑えるブレーキのような役割を果たしていることがわかってきたんです。そこで、ラパマイシンによってそのブレーキを解除すれば、高温環境でも元気に生きられるのではないかと考えました」

酵母の高温環境への適応力強化と発酵効率の改善という2つのアプローチを通じて、気候変動に強い産業技術の確立と、持続可能な食料・エネルギー生産への貢献を目指している中瀬教授。研究のおもしろさは、従来の常識を覆す発見ができることにあるといいます。
「『TORC1経路』はこれまで細胞の成長を促すものだと考えられてきましたが、高温下では成長を抑える役割も持つことを明らかにしました。細胞が環境ストレスに適応するために成長を抑える仕組みは非常にユニークで、耐熱性の向上に役立つと考えています。また、香辛料のウコン由来の成分であるクルクミンが、酵母のストレス耐性を高め、発酵効率を大幅に向上させることも偶然発見しました。基礎研究は思い通りにいかないことがほとんどですが、こうした発見に出会えると、それまでの苦労は吹き飛んでしまいます」

また、『TORC1経路』はインスリンなどの働きにも関わる分子で、医療分野でも盛んに研究されています。さらに、ラパマイシンは抗がん剤としても使われているもの。酵母の高温耐性の研究は、将来的には生命科学や医療分野にも応用できる可能性を秘めていると言えるでしょう。
「私たちが取り組んでいるのは基礎研究なので、実用化にはまだまだ時間がかかります。特に創薬は複雑で、成果を社会に還元するまでには長い道のりが必要。けれども、熱ストレスを緩和する薬の開発に役立てることができれば、これほどうれしいことはありません」