「電子が旅をする」
ミリアがミトコンドリアの図を指差した。
カナが不思議そうに見る。「電子が？」
「食物から取り出された電子が、一連のタンパク質複合体を経由して、最終的に酸素に渡される」
レイが補足する。「その過程でエネルギーが取り出され、ATPが合成される」
「ATP？」
「アデノシン三リン酸。細胞のエネルギー通貨だ」
カナがノートを開く。「電子伝達系って聞いたことある」
「ミトコンドリア内膜にある」レイが図を描き始めた。
「複合体I、II、III、IVと、ATP合成酵素。これらが協調して働く」
ミリアが説明する。「NADHやFADH₂から電子を受け取る。これらは解糖系やクエン酸回路で生成される」
「電子はどこへ向かうの？」
「最終的には酸素。O₂が電子を受け取って、水になる」
レイが反応式を書いた。「O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O」
「酸素が電子の最終受容体」
カナが考える。「でも、直接渡さないの？」
「いや、段階的に。各複合体で少しずつエネルギーを取り出す」
ミリアが図に矢印を描いた。「NADH → 複合体I → ユビキノン → 複合体III → シトクロムc → 複合体IV → O₂」
「ユビキノン？」
「電子運搬体。疎水性で、膜内を拡散する」
「シトクロムcは？」
「小さなタンパク質。水溶性で、膜の表面を移動する」
レイが続ける。「重要なのは、電子が移動する過程でプロトンが膜間腔に汲み出されること」
「プロトン？」
「水素イオン、H⁺。複合体I、III、IVがプロトンポンプとして働く」
カナが理解しようとする。「電子のエネルギーで、プロトンを汲み出す？」
「そう。膜の内側から外側へ」
「それで？」
「プロトン濃度勾配ができる。これが位置エネルギーになる」
ミリアが補足する。「化学浸透説。Peter Mitchellが提唱した」
「プロトンが戻ろうとする力を使って、ATPを合成する」
レイがATP合成酵素の図を描いた。「F₀F₁-ATPase。回転する分子モーター」
「回転？」カナが驚く。
「プロトンが通過すると、F₀部分が回転する。その回転エネルギーでF₁部分がATPを合成する」
「分子が回るんですか？」
「毎秒数百回転。直接観察されている」
ミリアが静かに言う。「ナノマシン。自然が作った精密機械」
カナが感心する。「電子の道のりが、エネルギーを生む」
「電子の帰り道」レイが言った。「高エネルギー状態から低エネルギー状態へ。その差分が生命を駆動する」
「酸素がなかったら？」
「電子伝達が止まる。NADHが蓄積し、クエン酸回路も止まる」
「だから酸素が必要なんですね」
ミリアが付け加ける。「シアン化物などの毒は、複合体IVを阻害する」
「電子の流れを止める？」
「そう。ATP合成が停止し、細胞は死ぬ」
レイが続ける。「逆に、電子伝達系の異常は様々な疾患の原因になる」
「ミトコンドリア病」カナが思い出した。
「複合体の遺伝子変異で起きる。エネルギー需要の高い組織、筋肉や脳が影響を受ける」
カナがまとめる。「電子の旅が、私たちの活動を支えてる」
「毎秒、何兆もの電子が、この道を通る」ミリアが言った。
「休むことなく、静かに」
レイが締めくくった。「呼吸とは、電子の帰還だ。食物の電子が、酸素へと戻る道のり」
「詩的ですね」カナが微笑んだ。
「でも、科学的事実でもある」
ミリアが窓の外を見る。「私たちが息をするたび、何兆もの電子が旅をしている」
「見えない旅人たち」カナが呟いた。
「彼らの旅路が、生命のエネルギーを作る」レイが静かに言った。
三人は、細胞の中で絶え間なく続く電子の旅を、心の中で追いかけた。