女の人のところへ来たドラえもん

21歳の女の人と43歳の男の人が意気投合し、社会の矛盾に科学的に挑戦していく過程です。                    ブログの先頭に戻るには、表題のロゴをクリックして下さい。

フーリエの冒険(その2)

 現在2020年7月15日14時17分である。

麻友「アマゾンの在庫、復活した」

私「今度は、『量子力学の冒険』が、在庫切れになってる。アマゾンに取って、在庫をたくさん持つのは、大変なんだろうな」

麻友「早速、始めて。若菜、結弦も、いらっしゃい」

若菜「お父さん。5年3カ月かけて、やっと恋人のレヴェルが分かったんですか?」

結弦「川口さんや、藤居さんや、藤田さん、のような人と同じ感覚で、お母さんとしゃべってたんだろうな。でも、お父さんに取って、先生をしたこともないから、普通の人の感じ方って、分からないんだろうな。この本は、そういう意味でもいいな」

私「ところで、結弦。偉そうなこと言ってるけど、お前、この本のレポーターやらないか?」

結弦「そっ、それは、・・・。まえがきを読んでから、決めるよ」



私「ちょっと、用事ができちゃった。中断させてね」



 現在2020年7月16日16時41分である。再開する。

麻友「どこに行ってたの?」

私「実は、オリジナルの結弦に、会っていたんだ」

結弦「オリジナルの僕って、お父さんの甥御さん?」

若菜「オリジナルの私には、会わなかったの?」

私「実は、オリジナルの若菜は、コロナウイルスの影響で、ずっと自宅学習していて、遅れた分を取り戻すために、勉強が忙しかったんだ。だから、実家に来られなかった」

麻友「そうなのよ。世の中は、コロナウイルスで、大変なことになってるのよ。のほほん、としてるのは、太郎さんだけよ。その上、給付金で、Mathematica を買えるなんて、喜んでて」

若菜「Mathematica は、手に入ったのですか?」

私「あと、1週間は、かからず、手に入る見込み」

麻友「ダウンロード版、なんでしょ。ウイルスバスターだって、その日のうちに、インストールできるじゃない。何を、モタモタしているの?」

私「7月11日に、母からお金を受け取り、銀行に預金した。そして、ヒューリンクスという販売代理店に、見積もりを取った。そして、メールで回答があり、購入申し込み書を、メールかファックスで提出して下さいとあった」

麻友「Excelで、と言ってたのね。ファックスでも、良いんじゃない」

私「それが、困ったのは、昨日会ったオリジナルの結弦を連れて、結弦のオリジナルのお母さん、つまり私の妹が、父母と共に、みかん山の家に、行っちゃったんだよ。だから、ファックスは、使えない。しかも、申し込み書は、PDF形式の文書で、送られて来ていた」

若菜「お父さん。何か方法を見つけたのね」

私「お金を出せば、なんとかなるのは、分かっていた。アドビのPDFを編集できるソフトを買えば、一発だった。でも、お金を使わずに、なんとかしたい」

麻友「スマホで、『PDF』ポン。『PDF 編集』 ポン。『PDF 編集 無料』ポン。あっ、ある。ただでできる」

私「そうなんだよね。仕事で、コストをカットするのは、そうやれば、いいんだよね」

麻友「じゃあ、太郎さん。完全に、余計なお金使わずに、手に入れた?」

私「私、分かってたんだよね。お金は銀行振り込みの場合、銀行へ行くよりも、ネットバンキングの方が、手数料が安いって」

結弦「あっ、振込手数料は、かかるのか」

私「何年も前から、三菱UFJ銀行が、ワンタイムパスワードの方が安全ですから、持っていてくださいと言って、特別なときしか使わない、パスワードジェネレーターをくれていたんだけど、使わないのに、もったいないなあと、思っていた。それを、使ったんだよ。手数料は、330円だった」

麻友「それで、送金もしたんでしょ。PDF形式の文書も、送ったんでしょ。なぜ、ダウンロードできないの?」

私「そこが、Mathematica が、ただのソフトでないというところだよ。こちらからのメールに、『送金を、確認しました』と返事もくれたけど、『製品は、開発元より、メールでお送りします。ライセンスの書類は、こちらから、郵便で別にお送りします』とあった」

結弦「売る気ないんじゃない?」

私「それだけ、恐ろしいことにも、使えるソフトだから、誰にでも売るわけに行かないんだ」

若菜「恐ろしいことって、どんなことですか?」

私「例えば、以前、相対論のブログで、『なぜ本を全巻そろえて買うか』という投稿で、チラッと書いたけど、原子爆弾を作るとき、ウランに中性子を当てれば、連鎖反応が起こるのは、分かってたんだけど、それだけだと飛び散っちゃうんだよね。うまいこと、ウランを密集させるには、火薬を外側から爆発させて、圧縮したい。でも、それでも、原子爆弾は、できなかった」

麻友「なんだ、原子爆弾って、作れないんじゃない」

私「それで、研究者達も、困り果てて、火薬の専門家に聞きにいったんだよ。どうすればいいだろうかと」

結弦「火薬の専門家って?」

私「花火師だよ」

若菜「そりゃ、プロ中のプロだわ」

麻友「それで、どうなったの?」

私「花火師によると、火薬には、どんどん燃える火薬と、のろのろ燃える火薬が、あるんだというんだ。だから、それの配置を利用して、自分達は、一発の花火でも、複雑に散る花火を演出できるんだと。それを、聞いていたのが、あの悪魔のような、ノイマンだった。研究所に戻るなり、速く燃える火薬と、ゆっくり燃える火薬を、どう空間的に配置すれば良いかを、自分の作った真空管の大型コンピューターで、何ヶ月もかけて計算して本当に求めた。結果は、出てみれば、数学的に綺麗な解答だった」

若菜「綺麗って、お父さん見たの?」

私「NHK で、昔、『ここから先の映像は、他国が原子爆弾を作ってしまう可能性があるので、火薬の導火線の位置が分からないように、以前は放送できませんでした』と言って、映してくれたのを観た」

結弦「どういう形だったの?」

私「数学的に綺麗、というのは、簡単に言うと、サッカーボールの正五角形と正六角形のような配置に、導火線がついていたんだよ。正12面体か、正20面体でも、原子爆弾になるかもしれない」

麻友「つまり、ノイマンのコンピューターが、何ヶ月もかかった計算を、10分もかからず計算できる今のパソコンに、Mathematica を載せたら、誰でも、原爆の設計が、できてしまう。それくらい恐ろしいものだと言うわけね。でも、太郎さんがこんなところに、原爆の設計秘話なんて、書いて大丈夫なの? 北朝鮮とか」

私「だって、あの NHK の番組は、麻友さんが、生まれた頃に、公共の電波にのって、日本中に放送されたんだよ。もう、知りたい人には、知れる知識なんだよ」

若菜「お父さんの、『数学が美しい』というの、ちょっぴり、味わいました。何ヶ月も計算して、最後の結果が、サッカーボールなんて、ノイマンも、嬉しかったでしょうね」

私「そうだよ。そういうとき、『何ヶ月も計算しないで、最初から適当に作って、何回も実験した方が、速かったんじゃない?』なんていう人は、数学の美しさは、なかなか分からないよね」


麻友「Mathematica から、この話が来たんだけど、こんなブログ書いてたら、Mathematica 売ってもらえないなんてことに、ならない?」

私「それは、大丈夫でしょう。私が、このブログに書いていることは、プロの数学者から見て、赤子の手をひねるほど、簡単なことだから」

結弦「じゃあ、世間の普通の人は、みんな赤ちゃん程度? 『フーリエの冒険』は、その赤ちゃんの書いたもの?」

私「本の扉の英語が読めなくとも、悲観しない。結弦、序文を読んでごらん」

結弦「うん」


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『新装改訂版フーリエの冒険』出版に向けて


 『フーリエの冒険』が世に出たのは1988年夏のことである。気が付けば25年もの歳月が経過しようとしている。

 初版わずか700部からスタートしたこの本は、現在では第44刷、総発行部数は約10万部に達し、今なお、大手書店、ネット書店などで好評をいただいている。また、これまでに日本全国の多くの大学、専門学校、企業等で教科書、あるいは副読本として採用していただき、そのことをきっかけにたくさんの各界の専門家や先生との出会いが生まれたこともこの本のおかげである。発売当初のことを思うと、これほど多くの方に受け入れていただき、「フーリエの冒険」ファンが広がることになるとは想像だにしていなかった。

 93年には『フーリエの冒険』の英訳版である『Who is Fourier? A Mathematical Adventure』が完成、アメリカでも好評をいただくことになった。英訳版の発行は世界の人々に知っていただくきっかけとなり、その後、韓国、台湾、メキシコの物理学の先生、出版社から次々と翻訳版を作りたいとの嬉しい依頼をいただいた。25年の歳月をかけ、『フーリエの冒険』は少しずつ世界に広がり、現在、オリジナルの日本語版に加え、英語版、韓国語版、中国語版、スペイン語版が各国の出版社より発売されている。

 『フーリエの冒険』は決して執筆に携わったトランスナショナルカレッジ オブ レックスの学生たちだけの冒険記ではなく、「フーリエの冒険講座」に参加していただいたヒッポファミリークラブのメンバーの方々をはじめ、手間のかかる手続きをいとわず独自に取り扱っていただいた書店の方々、そしてこの本を読んでいただいたたくさんの読者の方々・・・、本当にたくさんの人たちによってより大きなものに育てられたのだと実感している。この本に関わっていただいたすべての方に心より感謝を申し上げたい。

 ヒッポファミリークラブではたくさんのことば(言語)を、先生やカリキュラムの中で学ぶのではなく、たくさんの人たちでつくる生き生きとした「場」の中で育てることを実践をしている。「教わる」のではなく「自ら見つける」こと、そのような場づくりへの挑戦であった。多言語活動も30年が経ち、この活動で育った子どもたちが次々に世界に羽ばたくようになった。いろいろなことばに加えて数学も1つのことばとして、ヒッポの環境の中でみんなで楽しめるものになっていった。その過程で『フーリエの冒険』が果たした役割は決して小さくない。

 このたび、多くの方の勧めもあってここに改訂版の発行に至ったことは万感の思いである。手作り感満載の旧版への愛着はなかなか捨てきれないものがあったが、ヒッポファミリークラブの一般財団法人化、そして『フーリエの冒険』の発売25周年を記念して、従来の手作り感、私たちらしさをより込めつつ、思い切ってリニューアルすることを決断した。

 リニューアルにあたっては、第4章「スペクトルと音声」にその後の研究成果にあたる「日本語5母音の秩序」部分を加筆(英語版には加筆済み)したほか、目次を詳しくし、索引も付け加え、読み直して分かりにくい部分についても加筆、修正を加えている。また、英語版の序文の日本語版も巻末に掲載することにした。

 改訂版として再び世に送り出されることになったこの本を通して、きっとまた新たな出会いが生まれることを期待する気持ちでいっぱいである。


 2013年6月

           一般財団法人 言語交流研究所 ヒッポファミリークラブ


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結弦「ふう。内容が、どんなものか、あまり、わからないね」

私「オリジナルの結弦に、見せたときは、表紙を見るなり、


オリジナルの結弦「さいん、こさいん、は、まだ、分からないんだよな」

私「とにかく、ちょっと、覗いてごらん」

オリジナルの結弦「この波・・・?」


という反応だった。本来お前も、中学2年生だから、これが、分からなくても、恥ずかしくは、ないんだ」

結弦「お父さん、この本綺麗だから、そんなに読んでいなさそうなのに、どうして、分かってるの?」

私「アハハ、本が綺麗か。実は、私は、大学2回生のとき、その本を、ほとんど読んでいるんだ」

麻友「ってことは、1992年? つまり、改訂前のを、買ってあるのね」

私「正確には、買ってあった。なんだ。京都から中退して帰ってきたとき、この本まで、持っていられなくて、売ってしまったと記憶している」

結弦「手作り感満載って、どんなだったの?」

私「今のは、ほとんどの字が、活字だけど、手書きの字のところも、あったなあ」

若菜「なんか、お父さんのブログも、グラフとか描けなくなると、ノートに手書きして、スキャンしたり、スマホで写真撮って、転送とか、完全に前世紀の戦前のようなことやってる。使ってる武器は、信じられないくらい、進歩してるのに。1988年って、どうだったんですか?」

私「1987年に入学した横浜翠嵐高校の生物部で、ガリ版を切って、部誌を発行したのを、覚えている」

若菜「そういう感覚なんですね。それで、改めて購入したんですか。でも、紙の本は、禁止じゃなかったですか?」

私「ナンプレの雑誌と、理科年表と、ほいくあっぷの、3つは、例外で買ったけど、2019年10月19日以来、紙の本は、他に買ってない。この2冊は、ブログでの説明に使おうと、2019年1月26日に、アマゾンを通して、ヒッポファミリークラブから直接買ったんだ」

麻友「どうして、今頃?」

私「ブログ書いててね、私鈍いけど、やっぱり分かるんだよ。これ、読んでいる麻友さん、分かってるな、とか、ああ、全然分かってないなとか、それで、最近、やっぱり『フーリエの冒険』まで、戻らないと、数学を冒険にできないなって、分かったんだよ」

麻友「でも、中学2年生の結弦が、さいん、こさいん、分からないって。私は、その程度よ。AKB48に、すべて捧げていたの。数学なんて知らない」

私「だからこそ、この冒険に加わるべきなんだよ」

若菜「そもそも、なんで、フーリエなんですか? フーリエっていうカバでも、出て来るんですか?」

私「最初10ページ読んだら、自分とほとんど同じ感覚の、数学なんて社会でいるの~? みたいに思っている人たちが、この本を書いているのが、分かって、嬉しくなると思う。フーリエが、何かも分かる」

結弦「さいん、こさいん、は、どうなるの?」

私「読み始めた読者が、サイン、コサインが、分かっているなどとは、仮定されていない。全部、説明がある。というより、一緒に発見するという感じ」

結弦「だから、『冒険』か」

若菜「お父さんは、読んだ感想は、どうだったんですか?」

私「こんな数学の理解の仕方もあるのかと、面白かったね」

結弦「お父さん。序文も丁寧に読んでたね。ページiiの最下行、


 ヒッポファミリークラブではたくさんのことば(言語)を、先生やカリキュラムの中で学ぶのではなく、たくさんの人たちでつくる生き生きとした「場」の中で育てることを実践をしている。

のところ、

 「場」の中で育てることを実践している。

『を』があってもいいが、ない方が日本語としてスムーズ


と、校閲している」

私「どうだ。結弦、やってみるか?」

結弦「途中で駄目になったら、レポーター降りてもいい?」

私「もちろん」

結弦「じゃあ、やってみる」

私「そう来なくっちゃ。これを、読んでいこう」

フーリエの冒険

フーリエの冒険

  • 発売日: 2013/07/01
  • メディア: 単行本

私「じゃあ、解散」

 現在2020年7月16日22時12分である。おしまい。

フーリエの冒険

 現在2020年7月13日21時49分である。

麻友「あっ、『フーリエの冒険』やってくれるの?」

私「今まで、麻友さんの前に現れたドラえもんだと言っていながら、全然理解できないことを、話していたんだと、気付いた。麻友さんに取って、これくらいが、ちょうど良かったんだよね」

麻友「太郎さん、やっと分かってくれた。この本の論理が飛んでいるところも、私には、難しいのよ。手伝って」

私「まずテキストをはっきりさせよう。

トランスナショナル カレッジ オブ レックス『フーリエの冒険 新装改訂版』(ヒッポファミリークラブ)

フーリエの冒険

フーリエの冒険

  • 発売日: 2013/07/01
  • メディア: 単行本

だ」

麻友「今、絶版になってるみたい」

私「改訂するかも知れないけど、そんなに内容が、変わるはずない」

麻友「丁寧に読んでくれる?」

私「もちろん。でも、今日は、眠くなっちゃた。おやすみ」

麻友「おやすみ」

 現在2020年7月13日22時11分である。おしまい。

細胞の分子生物学(その19)

 現在2020年6月28日6時12分である。

麻友「あれっ、『細胞の分子生物学』は、相対論のブログの連載じゃなかった?」

私「このブログは、『21歳の女の人と43歳の男の人が意気投合し、社会の矛盾に科学的に挑戦していく過程です』というキャッチフレーズのもとに始めたのに、『1から始める数学』、『『数Ⅲ方式ガロアの理論』のガイドブック』、『真理のカメさん』などを生み出したものの、このブログ自体は、最近役目を、果たしていなかった」

麻友「本当は、量子力学を使って、世界を良くしようということだったはずね」

私「うん。量子力学は、今研究中で、麻友さんに見せられるものになったら、説明する」

麻友「段々、分かってきた。太郎さんは、今、目の前にある、大きな社会の矛盾、『新型コロナウイルス感染症』に、2人で、挑戦しようというのね」

私「せっかくこの本とこの本、合わせて、28,776円で買ったのに、もう2年も経ってしまった」

アルバーツ他『細胞の分子生物学(第6版)』(ニュートンプレス

細胞の分子生物学 第6版

細胞の分子生物学 第6版

『細胞の分子生物学第6版(プロブレムブック)』

Molecular Biology of the Cell 6E - The Problems Book

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麻友「何か、再開しようと思った、切っ掛けでもあったの?」

私「相対論のブログの『一生、生きて行かれるだけのもの』という投稿で、体の細胞のそれぞれが、まったく同じ周期で、分裂するのではなく、それぞれちょっとずつずれていくんだ、という話をしたの、覚えている?」

麻友「なんか、太郎さんは、相対性理論の効果で、時間が遅れるからだ、とか言ってたような」

私「あの、私の説、間違いだったんだよ」

麻友「太郎さんが、間違いだったと、正面切って認めるなんて、よっぽど正しいと思われる、説があったのね」


私「やっぱり、かさばるけど、紙の本は、いいね」

麻友「『細胞の分子生物学』の先の方を、見たのね」

私「うん。麻友さんに、壊れたDNAの修復の話をしようと思って、索引で、『DNA修復』と調べた。266ページから276ページとある」

麻友「それだけで、11ページも書いてあるの?」

私「だから、雑誌『Newton』なんかとは、比較にならない、プロのための本なんだと、言う理由が、分かるでしょう」

麻友「太郎さん、いきなり266ページからなんて、読めるの?」

私「日本語の訳が出るのを、2年待った甲斐があった。日本語で書いてあれば、なんとか読める」

麻友「専門外なのに?」

私「1993年の2月3月の頃、私は、遊んでたんじゃないんだ。『細胞の分子生物学(第2版)』の第23章の「がん」まであるうちの、第1章から第4章までを、こんなに面白い話があったのかと、バンバン読んでいった。相対性理論は、特殊より一般の方が、後だけど、普通のものは、一般論があって、その後、特殊つまり各論に話が進む。第2版では、第1章から第4章までが、総論つまり分子生物学の一般論だった。それを、身に付けてあるのだから、この本の言葉は、大概分かる」

麻友「それで、どんなことが、書いてあったの? もう、ワクワクが止まらない」

私「11ページの最後、276ページまで来て、私は、愕然となった」


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DNAの損傷は細胞周期の進行を遅らせる

ここまで,細胞にはさまざまなDNAの損傷を識別してその修復を進める複合酵素系が備わっていることを見てきた(動画5.7)。損傷のない完全なDNAを世代を経て維持していくのはきわめて重要なので,真核細胞にはDNA修復酵素の効力を最大限に生かす機構がもう1つ備わっている。DNAの修復が完了するまで細胞周期の進行を遅らせるのである。詳しくは第17章で述べるが,損傷DNAが検出されると細胞周期が停止し,修復が終わってから再開される。哺乳類細胞では,DNAに損傷があると {\mathrm{G_1}} 期から {\mathrm{S}} 期への進行が阻害され,またいったん始まった {\mathrm{S}} 期がゆっくりになり, {\mathrm{G_2}} 期から {\mathrm{M}} 期への移行が抑えられる。このように遅れることで,DNA修復の完了に必要な時間ができ,修復がうまく行える。


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(p.276より)



麻友「DNAに傷が付くと、治すまで、みんなが、待ってあげるわけなのね。信じられない。私達の体って、そこまで、精密にできてるなんて。太郎さん、どうして、こんな面白い話、今まで、してくれなかったの?」

私「このページの題の『遅らせる』にアンダーラインを引いて、私が、

『それで、ずれが生じるのか細胞の分裂スピードに。2020.6.11 19:23:45』

と、メモをしている」

麻友「6月11日、17日前だわ。太郎さん、取れたてを、プレゼントしてくれたのね」

私「大学時代、生物の先生が、『この科目では、総論より、各論が、面白いのですから』と、言っていたが、本当だった」

麻友「動画っていうのは、どうやって見るの?」

私「これ、まだ見方が分かってないんだ。日本からでは、見られないのかも知れない」

麻友「それ、どういうことよ」

私「アメリカでは、分子生物学は、もう研究が、終わっていて、新型コロナウイルスも、実は、人為的に作られたものなのかも知れない。アメリカの秘密を、簡単に知られないように、動画は、日本から見られないようになっているか、本自体が2014年12月2日刊だから、もう6年も経って、古い動画は、削除されたのかも知れない」

麻友「新型コロナウイルスが、生物兵器? 冗談でしょ」

私「それは、科学的に確かめる必要がある」

麻友「『直観主義集合論』と、『解析入門Ⅱ』の複素解析の他に、この本も、読んで欲しいわ」

私「そう来なくっちゃ。今までのおさらい。3ページだけだから、まとめておいたよ」



PART Ⅰ

 細胞とは


 第1章 細胞とゲノム


地球は生物,つまり周囲から素材を取り入れて自己を複製する複雑な組織をもった不思議な化学工場で満ちている。生物はとてつもなく多様に見える。トラと海藻,あるいは細菌と木ほど違うものがほかにあるだろうか。ところがわれわれの祖先は,細胞もDNAもまったく知らないまま,そこに何か共通するものがあることを感じ,その“何か”を“生命”とよび,それに驚嘆し,定義しようとし,それが何ものであり,どう働くのかを,物質との関連で説明しようとしてきた。


 前世紀になされた多くの発見で,生命の本質にまつわる神秘は取り除かれ,いまでは,生物はすべて細胞からなることがわかっている。細胞は膜で囲まれた小さな単位で,化学物質の濃厚な水溶液で満ちており,成長し二分裂して自分の複製を作るという優れた能力をもつ。


 細胞は生命の基本単位なので,生命とは何でありどう働くかという問いへの答えは細胞生物学(cell biology)に求めることになる。細胞とその進化をより深く理解することにより,地球上の生命の神秘的起源,驚くべき多様性,広範な生息場所といった,壮大で歴史的な問題に取り組むことができる。かつて,細胞生物学の始祖の一人,E.B.Wilson が強調したとおり,“生物学のあらゆる問題の鍵は細胞に求めなければならない。なぜなら,すべての生物は1個の細胞である(あるいは1個の細胞であった)からである”。


 外見の多様性とは裏腹に,生物の内部は基本的によく似ている。生物学は,生物個々を特徴づける驚くべき多様性と基本的機構にみられる驚くべき恒常性という2つの主題を対照させる作業といえる。この章ではまず,地球上の生物に共通の特徴を考え,次に,細胞の多様性を概観する。そして最後に,あらゆる生き物の仕様を記述する分子の暗号(コード)が共通であるおかげで,仕様を読み,計測し,解読することによって微生物から巨大な生き物まで,あらゆる生命体を統一的に理解できるようになったことを見ていく。



地球上の細胞が共有する特徴

地球上には現在,1000万種以上(おそらく1億種)にのぼる生物がいるとされる。種はそれぞれに違い,いずれも自身を忠実に複製して子孫を残す。親は,子孫がもつべき性質を詳細に規定する情報を伝達する。この遺伝(heredity)とよばれる現象は,生命の定義の中核をなすものである。結晶の成長,ろうそくの燃焼,水面での波の形成なども秩序立った構造を作りはするが,親の特徴が子孫にもみられるという関係はない。ろうそくの炎と同様に,生物も自由エネルギーを消費して自らの組織を作り出し,維持する必要がある。しかし,生命は自由エネルギーを用いて,遺伝情報によって規定される複雑で巨大な化学システムを動かす。


 生物のほとんどは単細胞である。一方,ヒトなどの多細胞生物は,膨大な数の細胞からなる都市であり,そこでは細胞の集団が特定の機能を果たし,入り組んだ通信システムによって結ばれている。しかし,ヒトのような10兆個以上の細胞の集合体でさえ,生物の個体は1個の細胞から始まり,その分裂によってできるのである。つまり,その1個の細胞は個々の種を決めるすべての遺伝情報を運ぶ乗り物といえる(Fig.1-1)。この細胞は周囲から集めた材料で,同じ姿をし,遺伝情報の写しをもつ新しい細胞を作るしくみをもつ。細胞はどれも実にすばらしい。



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Fig.1-1 受精した卵細胞の遺伝情報が多細胞生物の個体の性質を決める。

 始まりの細胞は見かけ上似ているが,ウニの卵からはウニが(A,B),マウスの卵からはマウスが(C,D),海藻のヒバマタFucusの卵からはヒバマタが(E,F)生まれる。

(写真提供者は、省略)



すべての細胞は鎖状化学物質(DNA)に遺伝情報を収納している

コンピュータが普及し,情報を計測可能な量と考える習慣ができた。数百ページ分のテキストあるいはデジカメ写真1枚は1メガバイト,音楽CD1枚は600メガバイトといった具合である。一方,同じ情報をさまざまな物理形態で記録できることも周知の事実となった。20年前に残したディスクやテープは現在の機種では読めなくなった。細胞もコンピュータと同じく情報を保持し,35億年にわたって進化し,多様化してきた。だから,どの細胞も情報を同じ形で保持しており,ある細胞の保存記録をほかの細胞の情報処理装置で読めるなどということはありそうもないと思いがちだが,なんと読めるのである。地球上のすべての細胞は遺伝情報をDNA(deoxyribonucleic acid)の二本鎖分子の中に蓄えている。この分子は4種類の単量体(monomer)からなる枝分かれのない鎖状の重合体(polymer)が対になってできている。これらの単量体はヌクレオチドという化合物で,A,T,C,G,という略称で呼ばれる。単量体は直列に並び,その並びが遺伝情報を指令している。数字の“1”と“0”の並びがコンピュータファイルの情報を符号化しているのと同じである。ヒトの細胞からDNAの断片を取り出して細菌に入れても,細菌のDNAの一部をヒトの細胞に入れても,その情報はきちんと読まれ,翻訳され,複製される。どのようなDNA分子でも(例え数百万塩基対の長さでも),化学的な手法で単量体(塩基)の配列を完全に読み取って,個々の生物がもつすべての遺伝情報を解読できる。


すべての細胞は,鋳型を用いた重合反応で遺伝情報を複製する

生命を成り立たせている機構は,二本鎖DNA分子の構造に依存している。DNA鎖を構成する単量体,つまり,ヌクレオチド(nucleotide)は2つの部分からなる。リン酸基のついた糖(デオキシリボース)と,アデニン(A),グアニン(G),シトシン(C),チミン(T)のいずれかの塩基(base)である(Fig.1-2)。



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Fig.1-2 DNAとその構成単位。

(A)DNAはヌクレオチドとよばれる簡単な小単位からできている。ヌクレオチドは糖-リン酸分子に窒素を含む塩基が結合した形をしている。塩基にはアデニン,グアニン,シトシン,チミンの4種類があり,それぞれのヌクレオチドはA,G,C,Tで表す。
(B)DNAの一本鎖は,糖-リン酸結合によりヌクレオチドが次々につながった構造をしている。個々の糖-リン酸単位は非対称であることに注意。このため主鎖は決まった方向性,つまり,極性をもつ。この方向性があるので,細胞内でDNAの情報を翻訳し,複製する分子的過程が決められ,英語の文章を左から右に読むように,情報はいつも同じ順序に“読まれる”。
(C)鋳型を用いた重合では,新しいDNA鎖にどのヌクレオチドがつながるかは,既存のDNA鎖のヌクレオチド配列によって決まる。一方の鎖のTは他方のAと対を作り,同様にGはCと対を作る。新しい鎖のヌクレオチド配列は元の鎖と相補的(complementary)で,主鎖の方向は逆になる。例えば,元の鎖が“GTAA・・・”だと,それに対応して“・・・TTAC”となる。
(D)普通のDNA分子は2本の相補鎖からなる。各鎖の中のヌクレオチドは強い共有結合でつながっているが,それぞれの鎖の相補的なヌクレオチドどうしは弱い水素結合で結ばれている。
(E)2本の鎖はねじれて互いに巻きつき,二重らせんを形成する。この構造は普遍性をもち,塩基配列によってその基本構造が変わることはない(動画4.1参照)。



私「ここまで、進んでいた。一応、思い出しておいて」

麻友「日本って、アメリカより、後進国なの?」

私「日本よりアメリカが先進国なら、イラクに戦争仕掛けて、自国に大量の精神を病んだ兵士を作ったりするかい。大丈夫だよ。ただ、そのことは、科学的に、確かめないとね」

麻友「分かった。今日は、取れたてのニュースをありがとう」

私「じゃあ、おやすみ」

麻友「おやすみ」

 現在2020年6月28日22時22分である。おしまい。