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2013年7月25日 (木)

オートファジーが糖鎖の代謝に関わることを発見

2013年7月24日
独立行政法人理化学研究所
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 私たちの細胞の中や細胞と細胞の間は、
タンパク質、脂質、糖質、核酸などの
生体分子で構成されています。
 
 これらの分子はずっと新鮮なわけ
ではなく、そのほとんどは約2カ月間で
新しいものと入れ替わっているそうです。
 
 このため、生体内には不要になった
タンパク質や脂質、損傷を受けた
細胞小器官などを分解する仕組みがあり、
これをオートファジー(自食作用)と
呼んでいます。
 
 オートファジーの役割には二通り
あります。
 
 細胞が栄養不足になったときに急激に
起きるオートファジーがよく知られて
いますが、日常的に静かに一定のペース
で働いている「基底オートファジー」も
あり、細胞内のタンパク質をいつも新鮮に
保つ役割をはたしています。
 
 これがうまく働かないと細胞内に
“ゴミ“が溜まることになり、疾病を
引き起こす原因になるとされています。
 
 生物の細胞質には、タンパク質や脂質
などと結合しない“遊離”状態の糖鎖
(遊離糖鎖)が存在することが古くから
知られています。
 
 糖鎖はタンパク質をはじめとする
生体分子に結合することで特定の機能を
与えて、生体内の重要な生理機能を維持
しています。
 
 しかし、遊離糖鎖が生成、分解される
分子メカニズムについて未だ不明でした。
 
 そこで、共同研究グループは、
糖鎖分解・代謝のメカニズムを突き止める
ためにオートファジーに着目しました。
 
 研究グループは、オートファジー経路に
必須の遺伝子を欠損させた細胞を用いて、
細胞質にどのような糖鎖が蓄積しているか
を調べました。
 
 その結果、シアル酸という糖をもつ
遊離糖鎖「シアリルオリゴ糖」が蓄積して
いることを発見しました。
 
 通常、シアリルオリゴ糖はリソソームで
分解され、単糖になったシアル酸が細胞質
へ放出されるので、シアリルオリゴ糖
そのものは細胞質に蓄積されません。
 
 即ち、シアリルオリゴ糖の蓄積に
基底オートファジーが重要な関わりを
もっていることが示されました。
 
 さらに解析を進めたところ、
基底オートファジー機能が欠損すると、
リソソーム膜上にあるシアル酸を細胞質へ
輸送する膜タンパク質「シリアン」が
機能変化し、シアル酸ではなく
シアリルオリゴ糖を細胞質に放出して蓄積
させる可能性が示されました。
 
 これにより、基底オートファジー機能が
特定の糖鎖の代謝に関わり、リソソームが
正常に働くために重要な役割をもつことが
明らかになりました。
 
 理研の研究チームは、以前から糖鎖の
代謝経路についてリソソーム以外で
起きることを提唱していました。
 
 今回の研究は、その仮説に基づいて
細胞質内の糖鎖の代謝の仕組みを調べて
いたところ、結局リソソームでの正常な
糖鎖代謝の重要性を見つけることに
なりました。
 
 想像した通りにいかないのが研究の
醍醐味です。
 
 最近、がん組織にシリアルオリゴ糖が
蓄積していることが複数報告されています。
 
 これは、シアリルオリゴ糖がさまざまな
がん種に対するマーカーとして利用できる
可能性を示しています。
 
 また、基底オートファジーの機能不全が、
ある種の細胞のがん化のメカニズムと密接
に関わっていることを示唆しています。
 
 今後、基底オートファジー欠損下で
起こるシアリルオリゴ糖の詳細な
分子メカニズムの解明を目指します。
 
 
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 興味深いです。
 
 結局糖鎖の代謝はリソソームで行われる
ということが結論でしょうか?
 
 オートファジーに関する投稿は
いろいろしていますが、
これが代表かな?
 
2013年1月 7日
 
 オートファジー大切な機能です。

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