人体がセレンを取り込むための重要な細胞機構を初めて解明。その生物学的にユニークな構造が明らかに。

人体がセレンを取り込むための重要な細胞機構を初めて解明。その生物学的にユニークな構造が明らかに。

ラトガース大学の科学者が国際チームの一員として、土壌や水、一部の食品に含まれ、体内の抗酸化作用を高める必須微量ミネラルであるセレンを25の特殊なタンパク質に組み込むプロセスを解明し、癌から糖尿病まで多くの疾患の新しい治療法の開発に役立つ発見をした。この研究は、2022年6月16日付けのScience誌の論文で詳述されており、細胞や生物の生物学の多くの側面にとって重要な、セレンが細胞内の必要な場所に到達する過程について、これまでで最も詳細な説明がなされている。
まず、セレンは必須アミノ酸であるセレノシステイン(Sec)の中に封入される。Secは、25種類のいわゆるセレノプロテインに取り込まれ、これらのタンパク質はすべて、細胞や代謝のプロセスの鍵を握っている。ラトガース大学ロバート・ウッド・ジョンソン医科大学生化学・分子生物学科のポール・コープランド教授(PhD)らは、これらの重要なメカニズムの仕組みを詳細に理解することは、新しい治療法の開発にとって極めて重要であるとしている。この研究の著者であるコープランド博士は、「この研究によって、これまで見たこともないような構造が明らかになり、そのうちのいくつかは、生物学全体で見てもユニークなものだ」と述べている。このScience誌の論文は「セレノシステインUGAコドンを解読する哺乳類リボソームの構造(Structure of the Mammalian Ribosome As It Decodes the Selenocysteine UGA Codon)」と題されている。

コープランド博士と研究チームは、特殊な低温電子顕微鏡を使って、細胞のメカニズムを可視化することに成功した。この顕微鏡は、光ではなく電子ビームを使って、複雑な生物学的構造をほぼ原子レベルの分解能で3次元画像化する。このプロセスでは、分子複合体の凍結サンプルを使用し、高度な画像処理、すなわち現在の膨大なコンピューター処理能力を用いて何千もの画像をつなぎ合わせ、3次元断面図や、生体分子内の動きを伝えるストップモーションアニメーションを作成することができる。その結果、タンパク質やその他の生体分子の複雑な構造、さらにはこれらの構造が細胞の「機械」として機能する際にどのように動き、変化するかを見ることができるようになったのだ。

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Edited by Michael D. O'Neill

Michael D. O'Neill

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