9ヒトも「光合成」でエネルギーを得ている？

2020年1月6日

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光に関して、もう一つ興味深い話題があることを思い出しました。先生は「光合成」についても研究されていますね？

佐古田

以前、医師会のニュースに「人は光合成をするか？」という寄稿文を書いたのですが、ご存じのように、植物はクロロフィル（葉緑素）で光合成をします。このクロロフィルによく似たものはヒトでは、「ヘム」と呼ばれています。ヘムはヘモグロビンと呼ばれるタンパク質に結合します。

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ヘムの働きや性質がクロロフィルと似ているということですか？

佐古田

正確に言うと、ヘムタンパク質と呼ばれるタンパク質のなかで一番多いのがヘモグロビンです。ほかにサイトクロームC、ヘムオキシゲナーゼ、一酸化窒素合成酵素などがあり、これらはすべてヘム結合のタンパク質です。面白いことに、PER2やNPAS2などと呼ばれている時計遺伝子もヘムタンパク質です。

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こうしたヘムタンパク質が光と関係しているということですか？

佐古田

少し例を挙げながら考えていきましょう。たとえば、かつらメーカーのアデランスが「赤い光を当てると毛が生えてくる」という機械を発売しました。アメリカでは、赤い光を当てると創傷治癒が早くなるという臨床研究がされています。どうやら赤い光がサイトクロームCを活性化して、ATPを作るようなのです。

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面白いですね。サイトクロームCは、細胞内にあるミトコンドリアでエネネルギー代謝に関わっている物質ですね。活動エネルギーのもとになるATPの多くはミトコンドリアで作られますから、サイトクロームC、ミトコンドリア、エネルギー産生、光といったキーワードがつながってきます。

佐古田

一方で、植物はクロロフィルで光合成と言いましたが、ヒトはメラニンで行っているという説がメキシコの研究グループから出されています。まあ、かなりユニークな説なのですが。

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ここにも光が関わっているわけですね。メラニンは脳内の黒質でも作られていますが、その理由がよくわかっていないとおっしゃっていましたね。

佐古田

目の網膜にもメラニンが含まれます。瞳孔が黒く見えるのは、網膜の外側を覆う網膜色素細胞にメラニンが含まれるからです。皮膚に太陽が当っても、紫外線の影響で肌が黒くなり、シミができますよね。

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メラニンというと、一般的には紫外線をカットする働きくらいしか知られていません。でも、じつは身体の黒くなる場所に偏在しているんですね。

佐古田

メラニンの役割は本当にそれだけでしょうか、というのが私の疑問なのです。何らかの理由で黒質が高いエネルギー産生を要求する組織であるとすれば、光合成説につながってくるかもしれません。

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黒質が光の影響を受けているというのは……。

佐古田

皮膚ではメラノサイトという色素細胞がメラニンを産生し、表皮細胞であるケラチノサイトにとどまって、紫外線から身を守ります。ここにはチロシナーゼという酵素が関わっているのですが、黒質にチロシナーゼが存在する報告を私はまだ見いだせていません。黒質のメラニンがどうやって産生されるのか、その経路は謎めいています。ちなみに、メラニンは耳にも腸にも存在していますが、その役割もわかっていません。

（つづく）

インタビューは、2015年４月、大阪・豊中市にて収録（科学系インタビューサイト「Bio&Anthropos」より転載）。