健康

ミトコンドリアの機能と寿命の調節における超硫化物の役割を解明する

スーパースルフィドは、原核細胞と真核細胞の両方でより頻繁に観察される、低分子量チオールまたは過硫化システイン残基として存在するため、注目を集めています。 硫黄-硫黄結合を特徴とするこれらの化合物は、エネルギー代謝、胚の発育、心臓機能、腫瘍形成、自然免疫、抗ウイルス防御、および慢性肺疾患の予防において重要な役割を果たします。 システイニル tRNA シンテターゼ (CARS) は、さまざまな生物において、これらのスーパースルフィドを合成してタンパク質に組み込むために極めて重要です。 しかし 生きている CARS によって生成される超硫化物の生理学的機能は不明のままです。 今回、日本の研究チームが行った研究により、CARSによって合成される過硫化物であるシステイン過硫化物（CysSSH）が出芽酵母の細胞寿命を調節していることが明らかになった。 この研究は、 レドックス生物学、 奈良先端科学技術大学院大学（NAIST）の西村朗氏が主導しました。 酵母におけるCARSと超硫化物の影響を調査するために、研究者らは、酵母の突然変異株を遺伝子操作した。 出芽酵母。 この株は、タンパク質合成が可能な変異した CARS 遺伝子を保有していましたが、CysSSH の産生が減少していました。 研究チームは当初、変異酵母が正常（または「野生型」、WT）酵母と比べて寿命が著しく短いことを実証した。 変異細胞の約 50% は最初の 1 週間以内に生存できなくなりましたが、WT 細胞は 2 倍の期間生存し続けました。 興味深いことに、研究者らは、細胞のサイトゾルとミトコンドリアの両方で通常のCARSの生成を外部から誘導することにより、変異株の通常の寿命を回復させた。 その後、研究者らは導入された変異の影響、そしてその結果としての CysSSH と関連するスーパースルフィドの重要性を包括的に理解するために追加の実験を実施しました。 彼らの検査により、CARS欠損酵母変異体はミトコンドリアのエネルギー代謝異常に加え、小胞体全体でストレス反応が亢進していることが明らかになった。 ただし、変異細胞に二硫化ナトリウム（Na）などの超硫化物ドナーを供給すると、2S2）これらの有害な影響を逆転させることができます。 「私たちの知る限り、これはミトコンドリア呼吸とタンパク質の品質調節を介したCARSとスーパースルフィド依存性の寿命制御の最初の実証です」と西村教授は強調する。 注目すべきことに、この研究は酵母だけでなく、無数の生命体にとっても重要な意味を持っています。…