Walter and Eliza Hall 研究所の科学者が、世界で初めて、細胞死を誘導するアポトーシス調節タンパクの分子変化を画像に捉えた。この成果は、細胞死の過程について重要な理解の手がかりになるもので、将来には、病気にかかった細胞の生死を管理する新しい種類の医薬の開発につながるかもしれない。管理された細胞死、アポトーシスは、体内の細胞の数の管理調節に重要な役割を果たしている。
細胞死の過程に欠陥があれば、ガンや神経変性症状を引き起こすと考えられており、また、細胞死が適切に行われなければ細胞が不死になり、ガンを引き起こすことがある。一方、ニューロンの細胞死が過剰に起きると神経変性症状になることがある。
同研究所構造生物学部のPeter Czabotar博士、ピーター・コルマン教授とその同僚は、同研究所ガン分子遺伝学部のDana Westphal博士と共にこの発見を行い、2013年1月31日付の論文誌「Cell」にその研究論文が掲載された。
Czabotar博士は、「Baxと呼ばれるタンパク質の活性化がアポトーシスを引き起こす重要な事象であることは以前から知られていたが、この活性化の機序はこれまで知られていなかった。細胞死の重要な第一歩は、細胞内の膜、ミトコンドリア膜に孔が開けられることで、一旦これが起きると、その細胞は死滅する。Baxが、このミトコンドリア膜に孔を開ける役割を担っているのであり、このBax活性化の過程を画像におさめることができたことで、細胞死の機序の理解にさらに近づいたと言える」と語っている。
Czabotar博士とその同僚は、オーストラリアのシンクロトロンを使い、Baxが、不活性形から活性形に移行する様子を3次元画像で捉えることに成功した。活性形で、Baxがミトコンドリア膜を破り、細胞のエネルギー源を取り除くことで細胞死を引き起こしている。
Czabotar博士は、「シンクロトロンで発生させた強力なX線ビームを用いてBaxの構造を画像に撮ることができた。これはすごいことだ。BH3ペプチドという小さなタンパクのかけらが接着するとBaxは活性化される。私たちは、まるで鍵が錠を開くように、このペプチドがBaxの分子構造を開くのを観察した。この開いた形のBaxは他のBax分子に接着することができ、大きなBax複合体を形成する。このBax複合体が細胞膜を破ることができる。私たちの研究で、細胞死の起きる機序を詳しく説明することができるし、Baxを標的とする新しい治療剤の設計の仕方をしる手がかりも与えてくれる。Baxが不活性形から活性形に移行する際にその形を変化させる姿をつかんだ。そうなれば、Baxの活性を阻止し、過剰な細胞死によって起きる神経変性症状などの疾患の発生を防ぐこともできるようになるはず。同じように、Baxを活性形に変化させる物質が、ガン細胞のような不死の細胞を死なせることができるのではないか。それが突き止められれば、新しいタイプの抗ガン剤も夢ではない」と語っている。
■原著へのリンクは英語版をご覧ください：Scientists Capture Key Moments in Cell Death
