第1話 5-ALAってなんだろう?

博士、こんにちは!
ちょっと聞きたいことがあるんだけど、いいかしら?

おやおや、ツバサくん。
どうしたんじゃね?

実は、お母さんが怪しいサプリメントを買ってきて…
悪い人にだまされているんじゃないかって心配なの。

ボトルに「5-アミノレブリン酸」って書かれていたんだけど、聞いたことある?

ほほう、5-アミノレブリン酸か…
これまたシブいものに目を付けたのう。

5-アミノレブリン酸、またの名を5-ALA (ファイブアラ/ファイブエーエルエー)とは、からだに存在する「ヘム」という物質のもとになるアミノ酸じゃ。

ヘムは血液に含まれていて、からだに酸素を運ぶ役割をもっていることがよく知られておる。
実は、血が赤いのはこのヘムが赤色をしているからなんじゃ。

な~んだ、血のもとになる成分だったのね。安心したわ。

5-ALAはただそれだけの成分ではない。

なんと、5-ALAの起源は、36~40億年前の原始地球までさかのぼることができるのじゃ!1,2
その頃に生きていた現生命すべての共通の祖先、「LUCA(ルカ)」も、5-ALAからヘムを作っていたのではないかと考えられておる。

そんなに昔からある物質なんだ!
すべての生き物のご先祖様が5-ALAを持っていたということは、地球のすべての生物が5-ALAを持ってるってこと?

他の生き物に寄生する生物は、ヘムを宿主(寄生された生物)から奪うことができるから、5-ALAを作る能力を失っていることもある。でも、それ以外の生物はほとんど持っておる。1

ふむふむ

ちなみに、火山や太陽の光など、生物以外の力では5-ALAからヘムを作り出すことはできず、唯一生物だけがヘムを作れると考えられておる。

じゃから、地球の生命の起源をたどったり、地球外生命の可能性を探ったりするため、たくさんの科学者が宇宙や隕石の中にヘムの仲間がいるか探しているんじゃ。

なんと、あのアポロ計画でも、月の土にヘムの仲間がいないか探すプロジェクトが実施されたことがあるんじゃ。3 残念ながら、そのときは見つからんかったのじゃが…


アポロ計画:

1961年から1972年にかけて米国NASAが実施した有人月面探査計画。
人類初の月面到着に成功したアームストロング船長の言葉「これは人間にとっては小さな一歩だが、人類にとっては偉大な跳躍だ」 はあまりに有名。


なんだか壮大な話になってきたわね。
ところで、ヘムってなんでそんなに重要なの?

ヘムは、酸素を運ぶ以外にも、毒物の分解や病原菌の攻撃のように、生命の活動に大事な様々な役割をもっておるからじゃ。

一説によると、生命の共通祖先「LUCA」は、酸素に触れるとすぐ死んでしまう性質をもっていたため、酸素を感じ取ったり、酸素が作る毒物を分解したりするためにヘムを使っていたとも言われておる。4

そしてなんといっても、現在の生命においては、 ヘムは食べ物からエネルギーを生み出す生体の仕組み「代謝」の中心物質のひとつとなっている んじゃ。

それに、面白いことに、5-ALAは光合成を担う葉緑素のもとでもある

葉緑素…葉っぱの緑色のもと、って意味ね。
じゃあ、動物の血の赤色も、植物の緑色も、どちらも5-ALAが生み出しているってことなの?

その通りじゃ。ところでツバサくん、光合成とは何か知ってるかね?

前に学校で習ったような…二酸化炭素から光の力で酸素と栄養をつくること?

正解!
光合成で作られた栄養、有機物とも言うんじゃが、これはエネルギーとなり植物の生命維持に使われるが、その一部は人間を始めとする動物に食べられてしまう。

植物がせっかく自分たちで作ったものを、私たちは横取りして生きているのね。
なんだか申し訳なくなってきたわ…

植物も動物も、 この有機物をエネルギーに変換するのには酸素がいる。だから我々は呼吸をするんじゃ。
細胞の中でこの役割を果たす小器官、言ってみれば細胞のエンジンがあるんじゃが、これは「ミトコンドリア」と呼ばれておる。

へ~。細胞にもエンジンがあるのね。

そう。そして、このミトコンドリアの働きの中心になる部品がヘムなんじゃ!

呼吸により消費された有機物は二酸化炭素(CO2)になって、再び植物に取り込まれ、循環する。

この物質の循環の両輪をつかさどる5-ALAは、まさに生命の根源物質と言えるじゃろう。

理科の授業で習った光合成と呼吸の循環は、実は5-ALAが影の主役だったのね。

博士、ありがとう!
お母さんにも、怪しいものじゃないって伝えておくわ。

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引用文献

1.               Dailey HA, Dailey TA, Gerdes S, et al. Prokaryotic Heme Biosynthesis: Multiple Pathways to a Common Essential Product. Microbiol Mol Biol Rev 2017;81.

2.               Weiss MC, Sousa FL, Mrnjavac N, et al. The physiology and habitat of the last universal common ancestor. Nat Microbiol 2016;1:16116.

3.               Kolb V, Hoover R, Macko S. On the search for the amino acids on the lunar surface as it relates to other extraterrestrial bodies: SPIE; 2009.

4.               Lane N. Oxygen : the molecule that made the world. Oxford: Oxford University Press; 2016.