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知の望遠鏡

文系教師と理系研究員の本の紹介を中心としたブログです。

生きるためのスクラップアンドビルドシステム『細胞が自分を食べる オートファジーの謎』

茸氏(理系) 本の紹介 生物学

細胞が自分を食べる オートファジーの謎 (PHPサイエンス・ワールド新書)

 今年、大隈良典博士が『オートファジー』の研究によりノーベル生理医学賞を受賞した。大学生の頃に細胞質中の不要なタンパク質等を分解するシステム程度にサラッと学んだ程度であった。折角の機会である、今一度、概要を学んでみようとこの本を手に取った。著者が大隈博士の門下生であるので、オートファジー研究の概要が非常に分かりやすくまとめられている

 ーただの自食作用ではない、生きるためのスクラップアンドビルドシステムー
 細胞内に存在する様々な物質を分解するシステムがオートファージーである。ギリシャ語で自らを(Auto)食べる(Phagy)という意味だ。

 オートファジーの作用とは、細胞は栄養不足に陥ると、細胞質内に突如脂質膜でできた袋状の構造を構築し、不要なタンパク質やミトコンドリアなどの細胞小器官を呑み込み、生存に必要なアミノ酸に分解することである。細胞はこれらの分解したアミノ酸を活用して生命活動に必要なタンパク質の生合成を行い、リサイクルしている。
 飢餓状態でなくとも、低レベルでのオートファジーは常に起きており、細胞質内の浄化をしている。

 大学では、オートファジーは無差別にタンパク質を分解すると教わった、例えると、細胞という部屋をゴミを分別せずまとめて掃除機掛けするような具合である。最近の研究では、ある程度の選別がされているという結果が出てきているらしい。

 オートファジー関連遺伝子が酵母で初めて発見されてから、マウスやヒトでも発見された。これら遺伝子の発見により、遺伝子改変マウスを用いてオートファジーの詳細な簡単に調べることが可能となったことで、オートファジーにリサイクル以外の働きがあることがわかってきた

 なんと、オートファジーが細胞の発生、分化、免疫成熟において重要な役割があるようなのだ。

 一例であるが、オートファジーが機能しないと、マウスの受精卵で発生が進まず死に至ってしまうこと。また、病原体を撃退する免疫の一部をオートファジーが担っていることも明らかになってきている。

 これまで、私自身オートファジーは細胞のリサイクルシステム程度としか理解していなかったが、どうも細胞の営みに与える影響はインパクトが大きいようである。
 本来分解されるべきタンパク質が細胞質内にダラダラの居残り続けると、細胞にとってはいろいろと不都合らしい。遺伝子の発現結果であるタンパク質が働く主な場所は細胞質であることを考えると、確かに必要ないタンパク質が細胞質中に残っているのはマズい。細胞質中でどのような代謝が起きているのかを研究する『細胞質生物学』なる分野があるできても面白いと思う。

 本書では最新(といっても、出版が2011年なので最先端ではなくなってはいるがあ)の研究成果や今後の展開が紹介されている。パーキンソン病アルツハイマー病といった神経変性疾患患者でオートファジー関連遺伝子に異常が見つかっており、オートファジーこれらの病気に関係していることが徐々に分かってきた。となれば、オートファジーを正常化してやることができれば治療に繋がるのではないか?ということで、現在研究が進んでいる。
 しかし、オートファジーの基本的な作用メカニズム、特に、オートファゴソーム(オートファジーに先立って細胞質中に突然現れる脂質膜)がいつ・どこで・どのようにして作られてくるのかなど、未知な部分が多い。オートファジー分野の基礎研究は日本がリードしているようなので、今後の展開が楽しみである。


これだから生物学はおもしろい。