チャールズ・ダニエル・レーン

チャールズ・ダニエル・レーン
生まれる	1948年（75～76歳） ロンドン、イギリス
市民権	イギリス
教育	ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ、オックスフォード大学クライスト・チャーチ、オックスフォード大学動物学部、ケンブリッジ大学分子生物学研究所（UTC）、国立医学研究所（ロンドン UTC ミルヒル）
職業	分子生物学者
両親	ジョージ・レーン ミリアム・ロスチャイルド

チャールズ・ダニエル・レーン氏はイギリスの分子生物学者で、同僚のジェラール・マルベ氏とジョン・ガードン氏とともに卵母細胞外因性mRNA発現システム^[1]を発見しました。このシステムは遺伝子発現の制御の側面を明らかにするだけでなく、高分子の研究のための「生きた試験管」も提供します。このような全細胞システムは、非還元主義的アプローチの利点とmRNA治療の可能性も示しています。

レーンは生物学者で自然保護活動家のミリアム・ロスチャイルドとイギリス陸軍将校のジョージ・レーンの息子である。^{[2] [3]}少年時代、チャールズは蛾、蝶、植物に情熱を注ぎ、母親の助けを借りて蝶の渡りなどのテーマに関する「逸話的な」論文を数多く執筆した。チャールズはEBフォードの集団遺伝学研究のためにメドウブラウン蝶の重要な収集家でもあった。

レーンは16歳で学校を中退し、ハンス・クレブスの生化学研究室に加わった。レーンの研究の多くは、ラットの肝臓の切片とホモジネート中のピルビン酸キナーゼの研究であった。レーンはケンブリッジ大学トリニティ・カレッジとオックスフォード大学クライスト・チャーチに通った。オックスフォード大学での博士論文は「アフリカツメガエルの卵子と卵母細胞へのRNAのマイクロインジェクション」であった。^{[4]論文のハードコピーは}オックスフォード大学ボドリアン図書館で閲覧できる。^{[5]その後、}ケンブリッジの医学研究会議分子生物学研究所で働き、その後ロンドンのミルヒルにある国立医学研究所で働いた。

レーンは、卵母細胞代替遺伝子発現システム（同僚のジェラール・マルベおよびジョン・ガードンと共同）の発見、および細胞膜に埋め込まれたタンパク質の研究を含む翻訳後イベントの研究のためのそのシステムのその後の開発と改良（多くの同僚と共同）で知られています。レーンは、ジョン・ガードンの遺伝子発現に関する研究にはさらなる可能性があると考えていました。

外因性のメッセンジャー RNAでプログラムされた生きた細胞が外来タンパク質を作り、正しく修正できるという発見は、4 つの理由から、過去 50 年間で最も重要な科学的進歩の 1 つであると言えます。

• 外来 mRNA は、生きた細胞内の制御メカニズムを明らかにすることができます。
• 生きた細胞内で生成される外来タンパク質は、細胞膜に埋め込まれた受容体タンパク質と相互作用する分子など、多くの医薬品を含む分子の発見と研究のための「生きた試験管」を提供します。
• メッセンジャーRNA治療薬は、抗ウイルスワクチンから心臓薬、癌ワクチンまで、多くの従来の医療に革命を起こす可能性があります。しかし、今のところmRNA治療薬はまだ市場に出回っていません（COVID-19ワクチンを除く^[6]）。

最初の重要な実験は1968年にレーンおよびジョン・ガードンによって実施され^[2]、続いてジェラール・マルベが参加した2番目の重要な実験^{[1]が行われました。 [7} ]その後検証され、新しいmRNA発現実験システムの一般的な特徴がさらに定義されました。^[8]ガードン、レーン、ウッドランド、マルベによる1971年の論文^[8]がネイチャー誌に特別に掲載されたことは、混乱を招きました。なぜなら、チャールズ・レーン、ジェラール・マルベ、ジョン・ガードン^[1]という3人の科学者による非常に遅い出版の画期的な論文が、1971年のほぼ同じ月(9月)に印刷物として登場したからです。しかし、ネイチャー誌の論文では、卵母細胞外因性mRNAシステムがすでに他の実験で使用されていたこと(つまり画期的な論文)が強調されており、画期的な論文はネイチャー誌の論文の参考文献に含まれていました。^[8]グロビンmRNAを作成したジェラール・マルベの重要な役割は、画期的な論文から明らかです。

重要な疑問は、生きた卵母細胞がどの程度翻訳後修飾を行えるかということであり、その答えはほぼ普遍性を示すものとなり始めた。^{[9] [10]} 卵母細胞が異物を正しく処理し、正しく位置特定する能力により、この細胞全体のシステムは一般的に有用である。このシステムは生きた細胞内の制御システムの評価にも使用されている。この基本的な発見は重要な文献を生み出し、アフリカツメガエル卵母細胞マイクロインジェクションシステムは多くの研究室の標準機能となった。一方、細胞を「生きた試験管」として使用するという考え方の背景にある考え方は、単純な卵母細胞システムをはるかに超えて、mRNA治療薬にも広がっている。

1976年、サイエンティフィック・アメリカン誌はレーンの「カエルの卵からウサギのヘモグロビン」と題する人気記事を掲載した。^[10]卵母細胞発現システムの発見は分子生物学の新しい、しかしマイナーな分野を生み出したとも言える。毎年かなりの数の科学論文が発表されている（レーンCDとモレルC、ブロメンダル他、スミスM他、ジェイコブソンA、レーンCDとアルトンによるレビューを参照）。発現システムは受容体研究に有用であることが実証されているが、^[11] mRNA治療が医療行為全般に影響を与えるという直接的な証拠はほとんどない。

過去20年間のノーベル賞受賞者が情報収集に卵母細胞システムを利用していたというのは、驚くべき状況である。^{[12]そのようなノーベル賞受賞者には、2021年の受賞者である}デビッド・ジュリアスとアルデム・パタプーティアンがおり、彼らは「温度と触覚の受容体の発見」によりノーベル生理学・医学賞を受賞した。^[13]

この発見につながった最初の研究は、オックスフォードの古い動物学部の建物で行われました。レーンは博士論文を書き終える前（22歳）に、ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジの研究員に選ばれました。ケンブリッジ大学の研究員に選ばれた最年少の人物の一人です。^[要出典]

レーンは、卵母細胞系が翻訳後イベントの研究に大きな可能性を秘めていることに気付いており、ハンス・ブルーメンダル、アントン・バーンズ、ゲル・ストラウス、マイケル・マシューズとの初期（1971年）の米国科学アカデミー紀要では、翻訳後イベントに関して卵母細胞系で何ができて何ができないかに焦点を当てていました。できないことは極めて稀であることが判明しました。卵母細胞は、注入されたミツバチの毒腺mRNAの指示の下で作られたプロメリチンを正確に修正することさえでき、機能的な状態で膜に外来タンパク質を挿入することさえできました。 [ ^{15 ]} 約14年間、レーンの研究は、翻訳後（およびその他の）下流イベントを研究するためのシステムとしての卵母細胞に焦点を当てていました。レーンは、外来 DNAの研究のためのシステムとして卵母細胞を使用することには興味がなく、上流の研究には他のシステムの方が適していると考えていました。しかし、卵母細胞システムは、特に転写の研究に関しては、そのような取り組みに役立っています。

• Lane CD、Marbaix G、Gurdon JB (1971) 網状赤血球からの 9S RNA とカエル卵母細胞における 9S RNA の分析。無核システムの生物学と放射線生物学、学術出版。Ed S. Bonotto
• Lane CD、Marbaix G、Gurdon JB (1971)。カエル卵母細胞における網状赤血球 9S RNA の翻訳により、α および β グロビン鎖が生成される。ブルガリア、ヴァウナでの FEBS 会議への報告
• レーン CD、マルベ G およびガードン JB (1972)。RNA 9S の網状赤血球とグロビンとゼノペの卵母細胞の翻訳。国際生理学および生物化学アーカイブ80 ​​(5) ページ 973–974
• Lane CD および Morel C (1972)。カエル卵母細胞におけるアヒル 9S RNA の翻訳。ブラジル生化学協会への報告
• Bloemendal H、Berns A、Strous G、Matthews M、および Lane CD (1972)。さまざまな異種システムにおける真核生物メッセンジャー RNA の翻訳。「RNA ウイルス/リボソーム」出版。North-Holland
• Smith M、Stavnezar J、Huang RC、Gurdon JB、Lane CD (1973)。カエル細胞におけるマウス免疫グロブリン合成：カエル卵母細胞における9-13S骨髄腫RNAの翻訳。Journal of Molecular Biology 80ページ 553–557
• Jacobson A、Lane CD、Alton T (1975)。粘菌メッセンジャーRNAの主要種の電気泳動による分離。「微生物学」(Proc. Of Asiolma Symp) 編集: Dworkin & Shapiro。
• Jacobson A、Palatnik CM、Lane CD、Mabie C、Wilkins C (1975)。Dictyostelium discoideum からの mRNA の分画、粘菌の発生と分化に関する EMBO ワークショップ、P Capucinelli 編、North-Holland Press、アムステルダム