セラミダーゼは，生理活性脂質セラミドを加水分解する酵素です。酵素反応の最適pHによって酸性と中性／アルカリ性セラミダーゼが存在することが知られていました。1996年にドイツのSandhoffのグループが酸性セラミダーゼのクローニングに成功しました。この酸性酵素は，リソソームにおけるセラミドの異化作用に携わっていると考えられています。本酵素の遺伝的な欠損はFarber病という致死的なセラミド蓄積症をもたらすことでも有名です。最近，本酵素遺伝子の欠損マウスが胎生致死であることが報告されました。一方，培養細胞を用いた様々な実験結果から，中性／アルカリ性セラミダーゼこそがスフィンゴ脂質を介した情報伝達系を制御する酵素ではないかと考えられて来ました。この中性／アルカリ性セラミダーゼの遺伝子クローニングに私たちの研究グループと米国のHannunのグループが挑戦しました。結局，ここ数年の間に，私たちのグループは緑膿菌，結核菌，細胞性粘菌，ショウジョウバエ，ゼブラフイッシュ，マウス，ラットから，Hannunのグループは酵母とヒトから本酵素の遺伝子をクローニングすることに各々独立に成功しました。一方，Obeidのグループは前述の酵素よりも最適pHがアルカリ性にあるセラミダーゼを酵母とヒトから単離しました。これらの３種のセラミダーゼ（酸性，中性／アルカリ性，アルカリ性）の生理機能の詳細に関してはこれからの課題になりますが，クローニングの仕事により大変重要なことが明らかになりました。つまり，この３種の酵素は最適pHが異なるだけではなく，お互いに１次構造の相同性がない別々のファミリーを形成していることが判明したのです（図参照）。また，中性／アルカリ性セラミダーゼの遺伝情報は，バクテリアからヒトまで非常によく保存されていることも分かりました。現在のところ，バクテリアの病原因子であった中性／アルカリ性セラミダーゼは，高等動物ではシグナリング分子として機能するように進化したのではないかという仮説に基づき研究を進めています。

　エンドグリコセラミダーゼはスフィンゴ糖脂質に作用し，糖鎖とセラミド間のb1,1グリコシド結合を加水分解する酵素です。この酵素は放線菌で最初に見いだされましたが，クラゲ類やイソギンチャク等の刺胞動物にも含まれています。しかし，脊椎動物には存在しないようです。放線菌とユウレイクラゲのエンドグリコセラミダーゼの遺伝子をクローニングしたところ，この酵素はセルラーゼ(endo-b-1,4-glucanase)とほぼ同じ触媒機構を有していることが分かりました。しかし，エンドグリコセラミダーゼはセルロースを分解しませんし，セルラーゼはスフィンゴ糖脂質を分解しません。両酵素の立体構造を比較してみると，基質（糖脂質又はセルロース）が結合する部位（溝）に違いがあることが推測されました。このことは，『セルラーゼがセラミドを特異的に認識するアミノ酸配列を獲得することでエンドグリコセラミダーゼに進化したのではないか?』という仮説を提起します。地球上でもっとも量の多いセルロース，動物や植物の形質膜に主として存在し細胞レベルでの分子認識やシグナル伝達に関与しているスフィンゴ糖脂質，この余りにも生理機能が異なる２つの分子を分解する酵素が同じ祖先遺伝子から進化した可能性が示されたことになります。それでは，クラゲやイソギンチャクは何故エンドグリコセラミダーゼを持っているのでしょうか。現在，同じ刺胞動物に属するヒドラを用いてエンドグリコセラミダーゼの生理機能が調べられています。

　皮膚の表皮にはセラミドと呼ばれる脂質が比較的大量に含まれ，皮膚の潤いを保つ働きをしています。その効用を狙ってセラミドを添加した化粧品も市販されているほどです。遺伝的な背景や環境因子が複雑に絡み合った疾患であるアトピー性皮膚炎は，皮膚の乾燥を含むバリア機能の低下が問題視されています。アトピー性皮膚炎では，皮膚のセラミド量が減少しているという報告もあります。そこで私たちは，九州大学医学部皮膚科教室の協力を得て，アトピー性皮膚炎患者の表皮の微生物相を調べることにしました。アトピー性皮膚炎患者の患部は，バリアー機能の低下が原因で外来微生物に感染されやすくなっています。特に，アトピー性皮膚炎の患部では黄色ブドウ球菌が高頻度で感染していることは良く知られた事実です。研究の結果、セラミドを分解する酵素セラミダーゼを分泌する細菌が統計上有意にアトピー性皮膚炎患部に存在することが分かりました。この報告は原核生物において見つかった初めてのセラミダーゼとしても注目されました。その後，細菌セラミダーゼの遺伝子はクローニングされ，その配列を基にしたセラミダーゼ分泌菌検出のための PCRキットが作製されました。このPCRキットで調べたところ，アトピー性皮膚炎患部では確かにセラミダーゼ分泌菌が正常コントロールに比べて顕著に高頻度で感染していることが確認されました。